SKRIPSI (ME091329) Sliding crane untuk fleksibelitas operasi bongkar muat kapal UV. 48m

SKRIPSI (ME091329)

“Sliding crane untuk fleksibelitas operasi bongkar muat kapal UV.

48m”

Diusulkan Oleh :

Nama : Akhmad Khusnu Z.

NRP : 4209100076

OUTLNE

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA

METODOLOGI

ANALISA DATA &

PEMBAHASAN

KESIMPULAN &

SARAN

PENDAHULUAN

PENDAHULUAN

• Bertambahnya kebutuhan minyak dunia akan semakin membuka pekerjaan di bidang

pengeboran minyak.

• Pada proses pembuatan sebuah rig/bangunan

lepas pantai akan dibutuhkan beberapa peralatan penunjang untuk membantu proses tersebut.

• Kapal UV (tility vessel) sebagai penunjang proses pembuatan rig.

• Kapal UV ini menggunakan sistem bongkar muat

berupa sliding crane.

• Perumusan Masalah

1. Rencana desain tentang tata letak sliding crane pada kapal UV 48 m.

2. Konstruksi dari rel sebagai jalan crane agar dapat bergerak secara horisontal ke arah depan dan belakang kapal.

• Batasan Masalah

1. Untuk data kapal yang saya ambil adalah kapal UV dengan panjang 48 meter dengan beban berat yang mampu diangkat sebesar 2 ton.

2. Tugas Akhir ini akan mendesain peletakan rel dan slide crane pada kapal UV 48 meter agar penggunaannya dapat efisien untuk

melakukan bongkar muat.

• Tujuan

• Sliding crane sebagai salah satu alat bongkar muat yang efisien.

• Membantu rig untuk mengirim barang yang

diperlukan dengan menggunakan kapal UV ini.

• Manfaat

• Menambah wacana baru tentang sliding crane kapal UV sebagai kebutuhan perusahaan

perminyakan.

Tinjauan Pustaka

Tinjauan Pustaka

• Kapal utility vessel

• Kapal UV ini akan membantu proses pengakomodasian selama proses pengeboran minyak. Kapal ini berperan penting sebagai penunjang perlengkapan baik selama dalam pembuatan rig,pengeboran,dan proses pengambilan minyak hingga pembongkaran rig.

Data Kapal:

Length Over All (LOA) : 48.20 m Length Water Line (LWL) : 46.80 m Length of Perpendicular : 45.67 m

Breadth (Total) : 11.20 m

Height (to Main Deck) : 3.7 m Height Total (incl. Antenna) : 18.22 m

Draft (maks.) : 2.75 m

Displacement : 994.2 tons

Speed (maks.) : 12 knots

Finite Element Methode (FEM)

• FEM adalah suatu metoda yang secara keseluruhan didasari atas pendekatan dengan menggunakan analisa numerik.

• Dalam metoda ini, struktur yang akan dianalisa, didiskritisasi menjadi elemen-elemen yang kecil (elemen hingga) yang satu sama lainnya dihubungkan dengan titik nodal (titik diskrit).

• Elemen hingga tersebut yang pada umumnya berbentuk sederhana dibandingkan struktur sebenarnya dan mempunyai ukuran yang berhingga, harus mewakili sifat-sifat dari struktur sebenarnya.

Tinjauan Pustaka

• Sliding crane

• Proses desain dimulai dari pembuatan rel hingga system kerja dari sliding crane tersebut.

• Barang –barang yang dapat diangkut oleh crane ini seperti kebutuhan logistic dari offshore,pipa-pipa,riser dan peralatan penunjang rig lainnya.

Jenis Sliding crane

• Type : telescopic crane

• Merk : Heila

• SWL : 2 ton

• Power : 20 HP

• Weight : 850 kg

Perhitungan Tegangan pada rel

• Gaya longitudinal dapat diakibatkan oleh perubahan suhu pada rel (thermal stress).

• Gaya ini sangat penting di dalam analisis. Gaya longitudinal juga merupakan gaya adhesi (akibat gesekan roda dan kepala rel) dan gaya akibat pengereman roda terhadap rel.

• Prinsip pola distribusi gaya pada struktur rel bertujuan untuk menghasilkan reduksi tekanan kontak yang terjadi diantara rel dan roda menjadi tekananyang sangat kecil pada dasar beam.

Gaya normal dan tegangan geser

• F = m x g

• F = gaya normal ( N)

• M = massa benda (kg)

• G = gaya grafitasi (m/s²)

• Ԏ = F x l x sin 90⁰

• σ= F/A

• σ=tegangan geser (kN/m²)

• F=Gaya (N)

• A=Luas penampang (mm²)

Kekuatan poros roda crane

• Perhitungan daya motor:

• 𝑁 = ^{𝑄 𝑥 𝑉}

75 x Ƞtot

• N = daya motor

• Q = kapasitas angkat crane

• V =Kecepatan angkat crane

• Perhitungan momen gaya pada motor:

• 𝑀𝑟𝑎𝑡𝑒𝑑 = 71620 ^{𝑁𝑟𝑎𝑡𝑒𝑑}_n

•

Nrated = daya motor

• n = rpm motor

• bahan poros penggerak dipilih jenis S50C dengan kekuatan tarik bahan σ=7500 kg/cm²

• Tegangan tarik yang diizinkan adalah:

• σ izin = 

k

• Diameter poros penggerak

• 𝑑𝑝 ≥ ³ _0,2(^{𝑀𝑟𝑎𝑡𝑒𝑑}^{𝑖𝑧𝑖𝑛)}

– Pembuatan desain rel

• Untuk pembuatan desain rel dilakukan perhitungan terlebih dahulu pada beban yang diterima oleh monorail.

Kemudian kita dapat menetukan ukuran head monorail

yang sesuai. Dimensi dari monorail ini kita tentukan sendiri dengan beberapa pertimbangan yaitu:

• Material bahan

• Tegangan minimum

• Desain roda pada monorel

• Penggambaran model monorail ini menggunakan software solid work.

METODOLOGI

ANALISA DATA &

PEMBAHASAN

Perhitungan gaya

• N1-W1+N2-W2+N3-W3 = 0

• N1-850+N2-2000+N3-1744 = 0

• N1 +N2 +N3 = 4594,517 Newton

• Fs = µs x N

• = 0,74 x 4594,517

• = 3399,94 Newton

• Ԏ = F x l x sin 90⁰

• = 3399,94 x 5,35 x 1

• = 18189,67 Nm.

Tegangan gesek pada monorail

• Luas permukaan roda = 0,085 m x 0,0025 m = 0,0002125 m²

• Dikalikan dengan jumlah roda sebanyak 8 = 0,00017

• σ = F/A

• = 4594,517/0,00017

• = 27026579N/mm² (Pa) = 27,02 Mpa

• Didapatkan nilai tegangan gesek pada monorail sebesar 27,02 Mpa

Perhitungan poros roda crane

• Perhitungan kebutuhan motor :

• 𝑁 = ^{𝑄 𝑥 𝑉}

75 x ηtot (V=kecepatan angkat crane = 0,3 m/s) = ^{2000𝑥 0,3}_{75 x 0,8} = 10,67 HP

• momen pada motor :

• 𝑀𝑟𝑎𝑡𝑒𝑑 = 71620 ^{𝑁𝑟𝑎𝑡𝑒𝑑}

n (n=rpm motor = 500 rpm) = 71620₅₀₀¹⁰ = 1432,4 kg.cm

• Tegangan izin :

• σ izin = 

k (σ bahan = 7500 kg/cm²) σ izin = ⁷⁵⁰⁰₈

= 937,5 kg/cm²

• Tegangan puntir : σ puntir = 0,7 x (σ izin) = 0,7 x (937,5) = 656,25 kg/cm²

• Perhitungan diameter poros :

• 𝑑𝑝 ≥ ^{𝑀𝑟𝑎𝑡𝑒𝑑}

0,2(𝑖𝑧𝑖𝑛)

3

• 𝑑𝑝 ≥ ³ _0,2(937,5)^1432,4

• dp ≥ 2,71 cm

• Diameter poros dipilih sebesar 3 cm

Letak sliding crane

Penggambaran pemodelan

monorail

Penggambaran komponen

crane

Gambar crane

Proses running

• Pemilihan material

Property Value Unit

Elastic modulus in x 205000 N/mm²

Poisson’s ratio in xy 0,29 N/A

Sheer modulus in xy 80000 N/mm²

Mass density 7850

Tensile strength in x 280 N/mm²

Compressive strength in x - N/mm²

Yield strength 100 N/mm²

Thermal expansion Coeff. In x 1.1e-0.005 /K Thermal conductivity in x 52 W/(m-K)

Specific heat 486 J/(kg-K)

Proses running

• Fixed geometry

• Pemberian arah gaya

• Memasukkan nilai pressure

• Proses meshing

Stress analisys

Factor of Safety1

KESIMPULAN

• Gaya yang terjadi pada monorail sebesar 4594,517 Newton.

• Tegangan geser maksimal sebesar 38,27N/mm² (MPa) terjadi pada daerah monorail yang bersentuhan dengan roda sliding crane.

• Monorail mendapatkan nilai stress rata-rata sebesar 32,645N/mm² (Mpa).

• Factor keamanan dari material memenuhi karena perbandingan nilai tegangan geser maksimal dari monorail dengan yield strength dari material sebesar 100 N/mm²(Mpa) harus lebih dari 2,dan

perbandingannya didapatkan sebesar 2,61.

• Desain sliding crane yang menggunakan monorail sebagai

lintasannya lebih cepat dalam melakukan proses bongkar muat dibandingkan dengan peletakan crane secara konvensional.

SARAN

• Material yang digunakan sebagai monorail aman untuk digunakan dan dapat diganti dengan jenis material lain yang lebih baik.

• Penggunaan sliding crane dapat diletakkan pada

portside dan starboard kapal untuk mempercepat proses bongkar muat.

Daftar Pustaka

• Popov,E P,1996,Mekanika teknik, edisi kedua, erlangga, Jakarta

• Daryl L.Logan 1992,a first course in the finite element method,PWS publishing company,boston,USA.

• OSHA,2011, Rigging Techniques, Procedures, and Applications.

• GL rules, 2007, rules for classification and construction, industrial service,Hamburg

• Dan B.Marghitu, 2001, mechanical engineer’s handbook, academic press,USA.

• http://www.nauticexpo.com/prod/triplex-as/ship-deck-cranes-rail- mounted-32373-252465.html

• R.A.MacCrimmon,2009,second edition,ciscicca,Canada

• www.solidworks.com

TERIMA KASIH