OTEC Pipeline Analysis Wall Thickness, On-Bottom and Free-Span

OTEC Pipeline Analysis

Wall Thickness, On-Bottom and Free-Span

DESKRIPSI PERMASALAHAN

Inti permasalahan yang dibahas dalam OTEC pipeline analysis ini adalah buckling, stability dan juga free span (bentang bebas), yang terjadi akibat ketidakrataan permukaan dasar laut pada pipa bawah laut. Studi kasus diambil dari proyek pembangunan OTEC land-based sistem pada daerah Mamuju milik PT. COLANO Energy. Seluruh data desain pipa dan data detail lainnya menggunakan data-data yang diberikan oleh perusahaan. Data-data lainnya yang tidak tersedia akan diambil asumsi yang memadai.

Free span yang terjadi pada CWP (Cold Water pipe) ini disebabkan oleh proses penggelaran pipa ke dasar laut berlanjut dengan proses operasi pipa . Terjadinya free span diakibatkan oleh ketidak-rataan permukaan. Dengan adanya tension yang berlebihan ini menyebabkan pipa tidak mengikuti kontur seabed, sehingga terjadi free span yang cukup panjang.. Free span ini terjadi pada kedalaman 238 meter dengan panjang span + 24 m (78.74 ft) berada pada jarak 536 m dari pesisir pantai.

Gambar 4.1 Lokasi pipa OTEC power plant dan letak free span (dilingkari).

Analisis pipeline yang dilakukan pada MPS ini hanya pada fase operation saja. Pihak PT.COLANO Energy, sebagai operator OTEC power plant dan juga pemilik pipa memutuskan untuk melakukan tindakan span remeditation dengan memasang struktur penopang untuk menunjang jika terdapat span yang harus disupport. Analisis tentang struktur penopang tidak akan dibahas dalam laporan ini tetapi menjadi solusi untuk masalah free-span yang dibahas hanyalah free span statis dan dinamis.

Gaya gaya statis yang bekerja pada CWP selama operasi OTEC adalah:

1. Bending moments pada joint antara CWP dan stasiun platform. Untuk bending moment akan melebihi 3x10*7 kg m jika berada dekat dengan permukaan arus pada kondisi 100 tahunan operasi.

2. Longitudinal tension sesuai dengan berat pipa dalam air. 3. Collapse load dihasilkan oleh tekanan hisap pada pipa.

4.

Ovalling loads disebabkan perbedaan tekanan circumferential.

DATA METOCEAN SELAT MAKASSAR

Data metocean merupakan data-data parameter gelombang dan arus yang digunakan pada perusahaan oil and gas di Selat Makassar khususnya oleh perusahaan UNOCAL untuk keperluan desain pipa.Penggunaan data ini disebabkan adanya kesamaan dalam mendesain pipa baik itu untuk keperluan oil and gas ataupun OTEC system sehingga data ini dapat mewakili keperluan desain pipa OTEC. Dikarenakan keterbatasan data,beberapa parameter di asumsikan sesuai dengan kondisi lapangan pada umumnya.

Tabel 4.2 Angin dan gelombang

Tabel 4.4 Data arus

Tabel 4.5 kecepatan arus terhadap kedalaman

ENVIRONMENTAL PARAMETER

Significant wave height

H

_s= 3 m Significant wave period T =7.8 sec Spectral peak period T_p= 8.3 sec

LAT = 2 ft HAT = 1.9 ft Water depth final (-LAT) = 778.83 ft Current 1 m above seabed Uc= 1.06m/s

Z

_r= 10%d = 77.83ft

Kinematic viscosity seawater



_

1.076.10

5

ft

2

sec

1

Seawater density



_SW = 64 pcf Angle between wave direction and pipeline = 90 deg Angle between current direction and pipeline direction = 90 deg

Earth Acceleration g = 32.2 ft/sec2 Current 1 m above seabed Uc = 1.06 m/s = 3.477 ft/s

DATA PIPA

Pipa memiliki keragaman yang banyak disesuaikan dengan kebutuhan.karakter dari pipa seperti ketebalan,pressure design,yield stress dan masih banyak sangat diperlukan dalam mendesain pipa karena bagaimanapun juga merupakan input parameter.Berikut input parameter dari data pipa itu sendiri berdasarkan hasil perhitungan desain pipa OTEC.

INPUT PARAMETER API XL-56

Pipe Outer Diameter (

D

_s) = 41.62 inches

Line pipe Specification = API 5L X 60/seamless Specified Minimum Yield Strength (SMYS) = 60.000 psi

Specified Minimum Tensile Strength (SMTS) = 75.000 psi Young Modulus (E) = 3x10 psi Wall thickness (

t

_s ) = 1.44 inches

Internal diameter (ID=

D

_s-2

t

_s) = 0.984 m = 38.74 inches Corrosion coating-thickness (

t

_corr) = 0.3 inch

Concrete coating (

t

_cc) = 1.968 inches (m) Thermal Insulation Coating thickness (tins) = 0 in

Design pressure (

P

_o) = 600psi Hydrostatic Pressure (P)

Outer Pressure:

P

e





sw

. .

g d

P

e= 64 .32.2. 780.83ft

Dimana:1psi = 4.6.10*3 lb./ft1.sec2

P

e= 1.609.134.4pcf = 349.8 psi (max)

= 0 psi (min)

P

D= 600 psi

Pressure difference (P_{) = 250.2 psi}

Thermal coefficient (



) = 5 1

1.17.10 .

K 

Structural damping (



) = 0.126

Corrosion rate (Cr) = 0.01 mm/year Design life = 50 years CA (Corrosion rate x Design life) = 0.5 mm Corrosion coat-density (



_corr) = 60pcf Concrete coat density (



_cc) =190pcf Content density (



_content) = 64pcf Steel density (



_S) =490pcf Thermal insulation coating density = 0pcf Max Design temperature (

T

_d o

) = 54.44oC Seabed temperature (

T

_SW o) = 16.33oC Poisson ratio (



) = 0.35

Data Asumsi

Internal pressure design factor ( ) = 0.9 Weld Joint factor ( ) = 1 Propagation Buckling design factor ( ) = 0.8 Design factor ( ) = 0.72

Collapse ratio ( ) = 0.7

Temperature dearating factor (Tdf) = 1 Longitudinal joint factor (El) = 1 Maximum Ovality (fv) = 2.5%

Thermal stress ( ) = 1.342 × 10

DATA GEOTEKNIK

Data geoteknik merupakan data yang dipakai untuk mengukur tahanan gesek pada pipa yang akan berpengaruh terhadap kestabilan pipa didalam air.Oleh Karena itu,berbagai tipe tanah diklasifikasikan dengan nilai-nilai kohesif untuk memberikan input dalam analisis on bottom stability.

SOIL PARAMETER

Tipe tanah di dasar laut dengan parameter-nya masing-masing:

Tabel 4.7 parameter tanah

Loose 280 – 300 -- 0.35 0.7 - 0.9 8.5 - 11.0 Medium 300 - 360 -- 0.35 0.5 - 0.8 9.0 -12.5 Dense 360 - 410 -- 0.35 0.4 - 0.6 10.0 - 13.5 Very Soft -- <12.5 0.45 1.0 - 3.0 4.0 - 7.0 Soft -- 12.5 - 25 0.45 0.8 - 2.5 5.0 - 8.0 Firm -- 25 - 50 0.45 0.5 - 2.0 6.0 - 11.0 Stiff -- 50 - 100 0.45 0.4 -1.7 7.0 - 12.0 Very Stiff -- 100 - 200 0.45 0.3 - 0.9 10.0 - 13.0 Hard -- >200 0.45 0.3 - 0.9 10.0 - 13.0 Tipe Tanah Sand (kohesif) Clay/silt (non-kohesif)

s



s

_u



e

_s



_soil

Keterangan:

s



= sudut geser dalam

s

e

= void ratio

u

s

= undrained shear strength (kN/m2₎

soil



= submerged unit weight (kN/m3₎



= Poisson ratio

Undrained shear strength

S

_u=0.625 psi

Soil type =1 (sand) Fs = 1.1 (safety factor)

.

Sand soil

Satuan Konversi:

1 psi = 1 lb/in2 x g 1 psi = 4633 lb/ft.sec2 g = 386.089 in/sec2 or 32.174 ft/sec2 pcf = lb/ft3 Tp = 1.05 Ts 1 ft = 0.305 m Allowable Stress: Longitudinal stress

1 year Functional = 80 % SMYS

100 years Functional + Environmental = 80% SMYS 1 year Hydrotest = 90% SMYS

Von Misses Stress

1 year Functional = 90 % SMYS

100 years Functional + Environmental = 90 % SMYS 1 year Hydrotest = 90 % SMYS

CALCULATION

Equivalent condition Phase: Operation

Wave/Current data: 100 year period wave+100 year period current Soil Type: Soil

1. Wall thickness and Buckling analysis

Perhitungan wall-thickness serta Buckling analysis ini menggunakan kode DnV 1981 dan RP305 karena lebih konservatif dan memiliki kelebihan dalam mendesain ketebalan pipa berdasarkan kode standard baja API. Adapun Buckling analysis yang dilakukan adalah Local Buckling dan propagation buckling,untuk mengecek terjadi tidaknya buckling pada kedalaman laut dan ketebalan pipa tertentu.

Internal Pressure Containment

= ( − ).

2. . .

= + , dimana CA = 0.0196 inches

ZONA 1 berada >500 m dari fasilitas = (600 − 0). .

. . . = 0.289 inches = 0.289 + 0.0196

= 0.308 inches

ZONA 2 berada <500 m dari fasilitas = (600 − 0). 41.62

2.0.5.60.000.1= . = 0.416 + 0.0196

Rata-rata = . . =0.3719 inches

Local Buckling

Agar tidak terjadi local buckling,maka pipa harus memenuhi persamaan berikut:

. + ≤ 1

Dimana,

Axial due to end effect:

= . . .( ) = 600 4 . 38.74 4(41.62 − 38.74 ) =706.870,95 181.67 = 3.884,54 Axial due to poison effect:

= −



_′ . − . 2 =−0.35. 600.38.74−0.41.62_2.1.44 = −2.824,79

= . ∝.

(

−

) = 3.10 . 1.17. 10 . (54.44 − 16.33) = 13.376 Dimana = + = 10.551

= + = 0 = 10.551 Longitudinal/axial strain by internal pressure

= + = 0 = . + . = . 1 − 0.001 = 60.000 1 − 0.001 . . − 20 = 59.465 = . 1.35 − 0.0045. = 60.000. 1.35 − 0.0045. . . = 73.196 Maka = . . . 59.465 + . . 73.196 = 59.465 = 1 + . = 1 + . . . . . = 0.16 = ( − ). 2 = (349 − 600) . . . = -3.449 = . = 3 10 . 1.44 41.62 − 1.44 = 38.532

Setelah diiterasi didapatkan: t= 1.44 cm= Inches

10.691

. 59.580 + ≤ 1

Buckle Propagation

Syaratnya ≤ maka diambil;

= =349 psi = . 1.15. . = 3.14 x 1.15 x 60.000.

. Setelah diiterasi maka,

t = 1.52 inch

RESULT COMPARISON

Internal Pressure containment t=0.354 inch Local buckling t=1.44 inch Buckle propagation t= 1.52 inch

Dari hasil perhitungan diatas, diambil yang paling konservatif yaitu

Dengan adanya ketebalan pipa sebesar 1.52 inch,maka akan timbul ketidakefiensien dalam pembuataan pipa untuk mencegah terjadinya buckle propagation.Diperlukan suatu buckle arrestor pada ujung-ujung pipa sebesar 1.52 inch sepanjang kurang lebih tempat terjadinya propagation untuk menahan terjadinya laju buckle propagation, sekaligus sebagai pemberat dan hemat biaya.

Ketebalan pipa ada umumnya akan mengikuti nilai rata-rata dari buckling wall thickness yaitu sebesar..

2. ON BOTTOM STABILITY

Untuk memudahkan perhitungan On Bottom stability, dipakai kode DnV 1981 dan RP305 pada zona 1 yang berada (>500m) luar power plant.berdasarkan metoda gelombang Airy.

Hydrodynamic coefficient

Untuk keperluan praktis, berdasarkan bilangan Reynolds untuk pipa terekspos pada aliran steady, maka koefisien hidrodinamika dapat diambil dari tabel 2.1 berikut ini.

. e V L R  

=

0.49m s .10 .

= (Re < . ×

)

Maka, = 1.3 = 2.0 = 1.5

SUBMERGED WEIGHT CALCULATION

Outside diameter (

D

_tot) = 41.62 inches Elastic modulus (E) = 3 × 10 Inertia (I)

=

7 1.70 10x 4 in

Weight of pipe

Steel weight (

W

_st) = 419,20 lb ft

Re

C

_D

C

_L

C

_M Re < 5.0 x 104 1.3 1.5 2.0 5.0 x 104 < Re < 1.0 x 105 1.2 1 2.0 1.0 x 105 < Re < 2.5 x 105 1.53 - (Re / 3.0 x 105) 1.2 - (Re / 5.0 x 105) 2 2.5 x 105 < Re < 5.0 x 105 0.7 0.7 2.5 - (Re / 5.0 x 105) Re > 5.0 x 105 0.7 0.7 1.5

Corrosion coating weight (

W

_corr) = 15,651 lb

ft

Concrete coating weight (

W

_cc) = 361,77 lb

ft

Content weight (

W

_content) = 520, 9 lb

ft

Buoyancy ( ) = 659,092lb ft

Submerged weight ( ) = 767, 01 lb ft

External pressure (

P

_e) = 349.8 psi Internal Pressure

( )

P

_{i = 600 psi} Pressure difference

(

P) = 250.2 psi

VERTICAL STABILITY

= ( ) + ( ) ( ) =2,145≥ . !

If (

≤ 1.1,need more thickness, " ") = " "

WAVE INDUCED VELOCITY CALCULATION

Calculation of wave length

2 . 2. p g T L



 L =353,225 ft = 2.21 (deep approximation) Wave length





( , )

L d



T

_p

g d

.

if 1 25 d L shallow approximation 2 . 2. p g T



_if 1 2 d L  _{deep approximation}

2

.

2. .

.tanh

2.

p

g T

d

L

















otherwise intermediate depth approximation

( , ) 353,225 ftL d 

Horizontal wave partikel

( )

2.

( )

k d

L d





= 0.0177

Phase angle range: 0 90o

i  



_i=90 deg u d( , ) 2 s H g d if

1

( )

25

d

L d



shallow approximation . s k d D( )



totd



p H e T   if

1

( )

2

d

L d



deep approximation









.

cosh ( ).

2

( ) cosh ( ).

p tot s

g T

k d D

H

L d

k d d

otherwise uw max



u d



,





w

u  3,969

ft s

Reduction factor due to wave directionality Rwave sin

_

wave

_

R

wave=1

Significant wave velocity perpendicular to pipe Uw



d,



U Rw. wave



,



3, 969

w

U d   ft

s

Horizontal Water Particle Acceleration

A d

_w

( , )



= s

.

p

H

g

T

d



if

1

( )

25

d

L d



shallow approximation

2 ( ).( ) 2 . k d Dtot d s p H e T           if

1

( )

2

d

L d



deep approximation









cosh

( ).

.

.

.

( ) cosh

( ).

tot s

k d D

g

H

L d

k d d



otherwise intermediate depth

a

_w=3,475 ft₂

s

Uc_eff=Ueff.Rcur R curr = 1 Uc_eff= 3.477 ft/s

Didapat koefisien hidrodinamik:

C

_D= 1,2

C

_M=2,0

C

_L=1,5

Gaya-gaya yang bekerja pada pipa:

Lift force

1

( )



cos( )



2

2

sw L cc L

F

D t C Uw

Uc

g









L

F

= 317.32 lb/ft (Dtcc=3.84ft) Drag force

1

( )



cos( )



2

2

sw D cc D c

F

D t C Uw

U

g









F

D= 275.02 lb/ft Inertia force 2 ( ) sin( ) 4 cc sw I M s D t F C A g    

F

_i= 160.49 lb/ft





1

L D I w

W

F

F

F

F









_





_





s

W

= 767.01 lb/ft (not OK!!)

Dari hasil perhitungan submerged weight didapatkan submerged required lebih besar dibandingkan dengan berat pipa dibawah air,oleh karena itu, diperlukan tambahan ketebalan pipa untuk meningkatkan horizontal stability,akan tetapi berat pipa dapat dinaikkan dengan menambah ketebalan lapisan beton pada coating pipa atau mengurangi gaya dinamik oleh arus dan gelombang dengan cara mengubur pipa atau memberikan seamatt.

3.FREE SPAN ANALYSIS

Berdasarkan kode DnV 1981 dan DnV RP E305 ,Free span analisis yang dilakukan adalah pada saat kondisi pipa OTEC beroperasi (kombinasi beban-beban berat pipa,tekanan,temperature, lingkungan dan hoop stress terjadi pada kondisi ini) pada daerah Mamuju, Sulawesi Barat :

SUBMERGED WEIGHT CALCULATION

Outside diameter (

D

_tot) = 41.62 inches Elastic modulus (EI) = 3 × 10 Inertia (I) = 7 1.70 10x 4 in Weight of pipe Steel weight (

W

_st) = 419,20 lb ft

Corrosion coating weight (

W

_corr) = 15,651 lb

ft

Concrete coating weight (

W

_cc) = 361, 77 lb

ft

Content weight (

W

_content) = 520, 9 lb ft Added mass (

W

_add) = 743.13 lb

ft

Total effective weight (W_eff ) = 2.068,61 lb

External pressure (

P

_e) = 349.8 psi Internal Pressure

( )

P

_{i = 600 psi} Pressure difference (P) = 251 psi

WAVE INDUCED VELOCITY CALCULATION

Calculation of wave length

2 . 2. p g T L



 L =353,225 ft d/L = 2.21(deep approximation) Wave length





( , )

L d



T

_p

g d

.

if 1 25 d L shallow approximation 2 . 2. p g T



_if 1 2 d L  _{deep approximation} 2

.

_{2. .}

.tanh

2.

p

g T

_d

L

















otherwise intermediate depth approximation

( , ) 353,225 ftL d 

Horizontal wave partikel

( )

2.

( )

k d

L d





= 0.0177

Phase angle range: 0 90o

u d( , ) 2 s H g d if

1

( )

25

d

L d



shallow approximation . s k d D( )



totd



p H e T   if

1

( )

2

d

L d



deep approximation









.

cosh ( ).

2

( ) cosh ( ).

p tot s

g T

k d D

H

L d

k d d

otherwise u_w max



u d



,





u = 3,969

w ft s

Reduction factor due to wave directionality Rwave sin



wave



R

wave=1

Significant wave velocity perpendicular to pipe Uw



d,



U Rw. wave



,



w

U d   3, 969ft s/ 2

Horizontal Water Particle Acceleration

A d

_w

( , )



= s

.

p

H

g

T

d



if

1

( )

25

d

L d



shallow approximation 2 ( ).( ) 2 . k d Dtot d s p H e T           if

1

( )

2

d

L d



deep approximation









cosh

( ).

.

.

.

( ) cosh

( ).

tot s

k d D

g

H

L d

k d d



otherwise intermediate depth

a

_w=3,475 ft₂

s

Free span dynamic adalah bentangan yang mengalami beban dari vortex induced velocity VIV,sehingga dapat menyebabkan pipa berosilasi mengikuti frekuensi vortex shedding. Koefisien stabilitas

2.

.

₂

.

eff s SW tot

W

K

D







Stability number

K

_s= 0.60 < 1.8 (In Line Oscillation)

Reduced velocity

V

_r= 1.73 from graphic In line

Grafik 4.1Reduced velocity Reduced velocity

V

_r= 1.73 from graphic

Type of Oscillation O_type= condition 1 jika

1



V

_r



3.5



K

_s



1.8

(In-line Oscillation) condition 2 jika sebaliknya (Cross flow Oscillation)

Grafik 4.2

Grafik 4,3 Strouhal number

S

_t=0.215

Vortex shedding frequency



( , )



t w c s tot

S U d

U

f

D

 



= I=0.508 Natural Frequency: ₄ 2 . n eff C EI f m L   = 0,222

Tabel 4.8

C = 8 pinned to pinned

Critical pipe span

_9.87

.

.

.

2

( , )

r cr tot eff add w c

V

EI

L

D

W

W

U d

U











L_cr 74, 44ft

FREE SPAN STATIC

Free span static adalah bentangan yang mengalami beban dari pipa itu sendiri baik itu beban berat, thermal maupun end cap effect.

In-Place strength design Allowable stress Hoop stress 4 5.97X10 y psi   Longitudinal stress (1) 3 , -13,37x 10 x T psi  

Koefisien Pinned-pinned Fixed-fixed Single span on seabed

C1 1.57 3.56 3.56 C2 1 0.25 0.25 C3 0.8 0.2 0.4 Shoulder: 14.1(L/Leff) 2 Midspan: 8.6 Midspan: 1/24 C6 5/384 1/384 1/384 C4 4.39 14.1 Shoulder: 1/12 1/8 C5





2 1 18 L_eff /L 6

Longitudinal stress (2) 3 , -20,98x 10 x p psi   Longitudinal stress





2

. .0.5 .

( )

10

4.

o e s st s x s

P

P D

W L

D g

L

I

t







_



_



_





_





_



_





 









= -34.35

x 10 psi

3 Cek < 80% SMYS (OK!)

Limiting longitudinal pressure



_xa

( ) 0.9

L



SMYS



_xa

( )

L

=0.9x 60,000 psi =54.000 psi Von misses (combined stress)



_e  5,18 x 104psi Cek < 90% SMYS (OK!)

Allowable free span

Allowable static span

2. .

.

e a tot

C

L

W D





L

_a



71.76

ft

C = 0.8 (pinned to pinned)

Dynamic allowable span

L_cr 74, 44ft

Kesimpulan

Dari hasil perhitungan pipa yang terhadap Free Span, On-Bottom Stability, Wall thickness design Didapatkan beberapa nilai seperti

Wall thickness :

Internal Pressure containment t= 0.354 inch (OK!) Local buckling t= 1.44 inch (OK!) Buckle propagation t= 1.52 inch (OK!)

On Bottom Stability

Submerged weight

W

_s= 1144, 7 lb/ft

Free span:

Statis L_a 71, 76ft78, 74 (ft noneedsup port!)

Dinamis L_cr 74, 44ft78, 74 (ft noneedsupport!)

OTEC memerlukan air hangat dan dingin yang begitu banyak yaitu sebesar 80 juta Gallon Air laut. Aliran air dari pembangkit OTEC 100 megawatt,akan sama dengan debit sungai besar dengan aliran nominal dari sungai Colorado ke lautan Pasifik (1/30 dari sungai Mississippi, atau 1/10 dari sungai Danube, dan 1/5 dari sungai Nile). Akan tetapi diameter pipa yang berukuran kecil memerlukan pipa sebanyak 20 buah dengan ukuran 40 inch dan kecepatan aliran fluida sebesar 2,03m/s dan mengalirkan air sebanyak 80 juta galon ke dalam Heat Exchanger (evaporator dan condenser).

Agar pipa untuk OTEC sesuai dengan yang diharapkan,maka pipa yang dipakai adalah sama seperti pipa oil and gas yang telah banyak digunakan oleh industry-industri oil and gas.

Pada kasus free span yang melebihi span yang terjadi di lapangan ,maka si pemilik pipa PT.COLANO Energy memutuskan untuk melakukan span remediation berupa pemasangan support baik itu berupa..

Sedangkan untuk kriteria wall thickness pipa telah dapat memenuhi persyaratan buckling sehingga tekanan air tidak akan mengganggu jalannya air.Kemudian untuk On Bottom stability sendiri,karakteristik pipa sudah mampu menjaga kestabilan pada kedalaman laut yang ditinjau.Jika terjadi ketidakstabilan pada pipa baik itu dalam vertical maupun horizontal maka ada dua piplihan yang dapat ditempuh oleh PT.COLANO Energy yaitu mengurangi gaya yang bekerja pada pipa dengan cara menimbun pipa atau menambah berat kestabilan pipa(seamatt,collar,anchor dll).

COLD WATER PIPE OTEC INSTALLATION

Salah satu masalah teknis yang harus dihadapi selain desain pipa adalah instalasi pipa.Instalasi pipa merupakan salah satu Rules of Thumb dari pipeline sehingga dibutuhkan metoda yang tepat untuk menggelar pipa hingga pada kedalaman 1000 meter dari pesisir pantai.Dalam memilih jalur pipa,factor instalasi diperlukan untuk menentukan jalur pipa yang memungkinkan untuk instalasi baik itu dari segi radius curvature (R),kedalaman perairan (depth) sehingga dapat ditentukan metoda instalasi yang sesuai.

Metoda umum Instalasi:

Metoda Laybarge: S-Lay dan J.Lay

Metoda Reelbarge: Horizontal reel atau vertical reel

Towing : Dasar laut,off bottom,Kedalaman tengah-tengah,Permukaan laut. Metoda Push-Pull

Pemilihan metoda Instalasi: -Diameter Pipa dan wall thickness -External coating

-Installation stresses/kedalaman air -Panjang Pipa

-Lokasi/Lingkungan -Ketersediaan kapal

Untuk Proyek 100MW OTEC Power plant ini, metoda yang dipilih untuk instalasi dari pipa OTEC ini adalah metoda Offshore J-lay. Diperlukan kedalaman 1000m (laut dalam) untuk pemasangan pipa sehingga metoda J-Lay dianggap sesuai untuk menggelar pipa di laut dalam karena membutuhkan lahan yang cukup luas di lautan .Pada metoda ini pipa yang akan dilas/disambung dibarge pada roller pada akses menuju laut-sedangkan di laut ada towing vessel yang berfungsi untuk menarik (pull) pipa yang sudah tersambung untuk ditarik/digandeng menuju tempat pipa tersebut akan dipasang di laut lepas.ketika pipa telah melewati jalur yang telah ditetapkan maka,buoyant pipa akan dilepaskan untuk menurunkan pipa ke dasar laut.

Keuntungan J-Lay

-Mudah untuk instalasi pipa secara horizontal dan mengurangi tension -Tidak menggunakan lahan di darat

-Dapat mengatur radius kurva -Baik untuk laut dalam

-Pemakaian stinger dapat dihilangkan

-Kapal pada umumnya dapat menggelar pipa dengan ukuran besar

Kerugian J-Lay

-Memerlukan operasi kapal tow vessel yang cukup lama

-Sulit memastikan kebutuhan span pipa sebenarnya pada seabed -Instalasi yang memerlukan biaya tinggi

-Instalasi memerlukan waktu lama 125 m/hr

Pipeline corrosion

Salah satu hambatan yang dialami pipa didalam air adalah korosi,hal ini akan berdampak pada perhitungan ketebalan hingga kestabilan pipa sehingga perlu diperhatikan terlebih daulu dan menjadi input tambahan untuk analisis pipa.

Pengertian korosi: adalah degradasi logam akibat berinteraksi dengan lingkungannya sehingga mengakibatkan logam itu:

1.Menipis,berlubang,terjadi perambatan retakan. 2.Sifat mekanik berubah kegagalan tiba-tiba struktur

3.Sifat fisik berubah:salah satunya adalah mengurangi efisiensi pemindahan panas. 4.penampilan menjadi buruk

Proses terjadinya korosi

+ 2 + 4 → 4

→ + 2

Reaksi pembentukan karat:

2 + 4 → 2 ( )

2 ( ) + + 1/2 → 2 ( ) Karat

Korosi terbagi atas 2 bentuk,yaitu; 1.Korosi merata

Bentuk korosi paling umum,reaksi oksidasi dan reduksi elektrokimia berlangsung secara acak dengan intensitas seragam di seluruh permukaan.

2.Korosi galvanic

Terjadi jika 2 logam yang berbeda terhubung secara listrik dan berada dalam 1 elektrolit. 3.Korosi celah

Sel konsentrasi celah cukup besar untuk penetrasi larutan dan cukup sempit sehingga larutan stagnant.

4.Korosi erosi

Hasil kerjasama pelarutan kimia dan abrasi akibat gerak fluida.terutama pada logam-logam lunak ,berbahaya untuk lapisan pasif.

5.Korosi tegangan

Hasil kerjasama tegangan tarik dan lingkungan korosif.

Gambar 4.3 Proses Korosi

Kerugian yang ditimbulkan oleh korosi bermacam-macam dan terbagai atas : Kerugian langsung

1.Biaya utk mengganti material logam atau alat yg rusak akibat korosi 2.Biaya pengerjaan utk penggantian material logam tersebut

3.Biaya untuk pengendalian korosi

4.Biaya tambahan untuk membuat konstruksi logam yang lebih tebal Kerugian tidak langsung

1.Penghentian kerja /operasi pabrik/alat 2.Penurunan efisiensi

3.Kehilangan produk berharga 4.Pengotoran produk

5.Mengurangi keselamatan kerja 6.Pencemaran lingkungan

Tujuan perhitungan korosi

Korosi sangat penting untuk dipelajari dan menjadi acuan dalam analisis desain pipa,khusunya pada desain ketebalan lapaisan korosi pada pipa,tujuannya adalah untuk:

1.Mengurangi kerugian akibat korosi

2.Meningkatkan keamana dan keselamatan kerja 3.Menghindari polusi

Pengendalian korosi

Korosi yang dibiarkan akan sangat berbahaya untuk distribusi air melalui pipa,sehingga sebelum terjadi diperlukan beberapa proteksi untuk menghindari ataupun mengurangi tingkat kerusakan korosi.

-Modifikasi lingkungan aqueous pH lingkungan ditingkatkan penambahan passivator

penghilangan oksigen terlarut dalam lingkungan -Proteksi katodik

-Proteksi Anodik

-Pembentukan panduan -Coating: Inorganic Coating