6
0' 45' 90' 135' 180' 0.2513 Sa ra t 1 4. 6m Amplitudo terbesar (A) 1.035 0.782 0.005 0.777 1.035 1.057 0.8 0.006 0.794 1.057 Frekwensi (ω) Sar at 13.9 m 0.2513 0.2513 0.2513 0.2513 0.2513 Amplitudo terbesar (A) 0.994 Frekwensi (ω) 0.2513 0.2513 0.2513 0.2513 0.2513 Sa ra t 1 6.2 m 0.2513 0.2513 Amplitudo terbesar (A) 0.994 0.749 0.003 0.746 0.957 0.721 0.003 0.718 0.957 Frekwensi (ω) 0.2513 0.2513Statistik Arah Datang Gelombang (degree) Frekwensi (ω) Amplitudo terbesar (A) Sara t 1 8. 0m 0.2513 0.2513 0.2513 0.2513 0.2513
Draft 18.0m Draft 16.2m Draft 14.6m Draft 13.9m Max. Surge ACC (g) 0.0275 0.0284 0.0293 0.0297 Max. Sway ACC (g) 0.0808 0.0829 0.0851 0.0861 Max. Heave ACC (g) 0.119 0.12 0.125 0.121 Roll ACC (deg/sec²) 1.146 1.318 1.432 1.604 Pitch ACC (deg/sec²) 0.344 0.235 0.515 0.286 Yaw ACC (deg/sec²) 0.229 0.115 0.286 0.1718
Motion Acceleration
Gambar 6 model FPSO menggunakan MOSES dengan Mooring line.
Validasi parameter hidrostatis pada MOSES dan Maxsurf dengan data hidrostatis Conoco Phillips. Setelah itu melakukan running hidrodinamis pada MOSES untuk
mendapatkan RAO dan acceleration pada FPSO.
Selanjutnya memodelkan secara local struktur topside
module dengan SACS untuk mendapatkan kekuatan
struktur topside module dengan meninjau unity chek (UC)
maksimum yang terjadi.
Gambar 7 Pemodelan struktur topside module dengan SACS 5.2
Pemodelan struktur topside module akan dijadikan tiga struktur basis sederhana, yaitu :
• Model A
Model Statis dengan beban gravitasi struktur itu sendiri.
• Model B
Model Dinamis dengan memasukkan percepatan FPSO (didapat setelah FPSO dimodelkan pada
MOSES) sebagai beban inertia load.
• Model C
Model Statis dengan beban gravitasi struktur tersebut, beban lingkungan dan beban dinamik (beban inertia).
Setelah mengetahui kekuatan struktur topside module
FPSO yang ditinjau dari besarnya unity chek (UC)
maksimum yang terjadi pada struktur topside module maka
dilakukan analisa keandalan struktur topside module FPSO
dengan menggunakan simulasi Monte Carlo.
4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN
4.1 Perhitungan Motion
Analisa motion FPSO dilakukan untuk mendapatkan
single amplitude accelerations dan Response
Amplitude Operator (RAO) dari FPSO untuk lima
arah heading gelombang, yaitu arah 0o, 45o, 90o,
135o dan 180o dalam gerak surge, heave, sway, roll,
pitch dan yaw. Perhitungan dilakukan pada berbagai
kondisi yaitu load line draft dengan draft 18.0m,
vessel draft full dengan draft 16.2m, vessel draft
medium dengan draft 14.6m, vessel draft light
dengan draft 13.9m dengan software MOSES 6.0.
Kondisi gelombang yang digunakan adalah gelombang 100 tahunan.
Gambar 8 Grafik RAO motionsurge FPSO dengan berbagai sarat. Tabel 3 Tabulasi nilai karakteristik gelombang kondisi Surge
Tabel 3 dan Gambar 8 adalah contoh Response Amplitude Operator (RAO) hasil perhitungan
MOSES 6.0 untuk gerakan surge pada berbagai
kondisi draft.
7
Parameter unit Conoco Phillips Maxsurf MOSES max-dat mos-dat
T m 16.2 16.2 16.2 0.000 0.000 KG m 12.96 12.96 12.96 0.000 0.000 Displacement ton 247000 246970.64 246247.39 0.012 0.305 VCB m 8.185 8.193 8.22 0.098 0.428 LCB m 142.499 142.585 142.57 0.060 0.050 LCF m 142.53 142.542 142.52 0.008 0.007 KMT m 25.581 25.543 25.63 0.149 0.192 KML m 386.395 385.211 387.89 0.306 0.387 Validasi % error
111 Computer General Structural Selfweight 112 Unmodelled Structure Steel 131 Equipment Load 132 Piping Load 133 Electrical Load 134 Instrument Load 171 Wind‐X Load 172 Wind‐Y Load LL (Live Load) WL (Wind Load) 151
161 Open Area Live Load Blanket load Type of Load Basic Load
Case No. Description
SDL (Structural Dead Load) EL ( Equipment Load) BL (Blanket Load) FX (KN) FY (KN) FZ (KN) MX (KN‐M) MY (KN‐M) MZ (KN‐M) 111 Dead Load (Self weight) 0 0 8812.643 ‐88029.625 ‐99140.445 0 112 Unmodeled Load 0 0 1354.316 ‐13410.49 ‐14879.113 0 131 Equipment Load 0 0 16359.32‐157505.438‐200940.797 0 132 Piping Load 0 0 9914.434‐101127.133‐111537.328 0 133 Electrical Load 0 0 1721.255 ‐17556.799 ‐19364.133 0 134 Instrument Load 0 0 1721.255 ‐17556.799 ‐19364.133 0 151 Blanked Load 0 0 1836.001 ‐18727.229 ‐20655.047 0 161 Live Load 0 0 3511.792 ‐39799.09 ‐40512.199 0 171 Wind Load ‐ X 54.064 0 0 0 5938.664 ‐538.825 172 Wind Load ‐ Y 0 59.63 0 ‐6550.087 0 ‐670.842 Load. Cond Description Load Statis
MEMBER (GROUP) UC LOAD. COMB 1129‐746(SG3) 0.22 116‐6079 (SH3) 0.22 854‐858 (SG2) 0.25 855‐859 (SG2) 0.26 856‐860 (SG2) 0.27 890‐918 (SG2) 0.25 891‐919 (SG2) 0.25 892‐920 (SG2) 0.35 894‐914 (SG2) 0.49 895‐915 (SG2) 0.52 1029‐1224 (SG1) 0.64 1030‐1223 (SG1) 0.54 1031‐1222 (SG1) 0.5 1044‐1048 (SG1) 0.42 1045‐1049 (SG1) 0.39 1046‐1050 (SG1) 0.33 BRACING 47‐68 (BR) 0.25 1000 48‐68 (LG2) 0.54 45‐40 (LGA) 0.43 LOWER LEVEL 1000 LEG 1000
LOCATION MAXIMUM MEMBER STRESS UNITY CHECK
UPPER LEVEL 1000
MID LEVEL
1000
1000
201 + Surge + Pitch + Heave 202 + Surge ‐ Pitch + Heave 203 ‐ Surge + Pitch + Heave 204 ‐ Surge + Pitch + Heave 301 + Sway + Roll + Heave 302 + Sway ‐ Roll + Heave 303 ‐ Sway + Roll + Heave 304 ‐ Sway ‐ Roll + Heave
401 0.5 Surge + 0.5 Pitch + 0.5 Sway + 0.5 Roll + Heave + Yaw 402 0.5 Surge + 0.5 Pitch ‐ 0.5 Sway ‐ 0.5 Roll + Heave + Yaw 403 ‐ 0.5 Surge ‐ 0.5 Pitch + 0.5 Sway + 0.5 Roll + Heave + Yaw
Dynamic Model Head Sea Beam Sea Quartering sea Load Case No. Description Dimana : X = Surge , Roll Y = Sway , Pitch Z = Heave , Yaw
Tabel 4 adalah Hasil dari perhitungan maximum
single amplitude accelerations pada berbagai kondisi
sarat dengan MOSES 6.0. 4.2 Validasi Model
Untuk menyakinkan bahwa pemodelan yang kita lakukan sudah benar maka dilakukan validasi beberapa parameter seperti pada Tabel 5.
Tabel 5 Validasi beberapa parameter FPSO pada kondisi sarat 16.2m
4.3 Analisa Kekuatan struktur Topside Module FPSO dengan SACS
Setelah mendapatkan perhitungan besarnya nilai percepatan dari hasil pemodelan FPSO dengan MOSES 6, maka percepatan tersebut akan dijadikan input di program SACS sebagai inertia load. Terdapat tiga tahapan dalam pemodelan struktur topside module tersebut, yaitu :
• Model A, model Statis dengan beban gravitasi
struktur itu sendiri.
• Model B, model Dinamis dengan memasukkan
percepatan FPSO (didapat setelah FPSO
dimodelkan pada MOSES) sebagai beban inertia
load.
• Model C, model Statis dengan beban gravitasi
struktur tersebut, beban lingkungan dan beban dinamik (beban inertia).
Tabel 6 dibawah ini merupakan pembebanan pada struktur topside module model A dengan menggunakan program SACS 5.2.
Tabel 6 Basic load case model A
Hasil dari perhitungan pembebanan model A dengan SACS 5.2. ditunjukkan pada Tabel 7 dan hasil dari
unity chek (UC) maksimum model A dapat dilihat
pada Tabel 8 di bawah.
Tabel 7 Seastate basic load case summary model A
Tabel 8 Maximum member stress summary (UC) model statis
Input data untuk model dinamis (model B) yaitu percepatan FPSO dari berbagai variasi sarat yang
dihasilkan dari perhitungan motion dan acceleration
dengan menggunakan perangkat lunak (software)
MOSES dapat dilihat pada Tabel 4, dan basic load case dynamic model pada Tabel 9 dibawah ini.
8
Surge (X) Sway (Y) Heave (Z) Roll (X) Pitch (Y) Yaw (Z)
201 ‐3023.5 0 ‐4579.6 ‐45994.6 ‐385962.3 30324.2 202 ‐536.1 0 ‐4579.6 ‐45994.6 ‐115085.9 5355 203 536.1 0 ‐6032.2 ‐60529.5 ‐11872.9 ‐5355 204 3023.5 0 ‐6032.2 ‐60529.5 259001.3 ‐30324.2 301 0 2759.3 ‐7192.4 ‐378666.6 ‐86133.7 ‐32952.2 302 0 9983.8 ‐7192.4 ‐1165400.1 ‐86133.7 ‐119385.9 303 0 ‐9983.8 ‐3419.4 1058885.6 ‐40825.3 119385.9 304 0 ‐2759.3 ‐3419.4 272143.3 ‐40825.3 32952.2 401 ‐1137.1 858.2 ‐5886 ‐155536.2 ‐195267 ‐814.8 402 ‐1137.1 ‐1896.8 ‐3999.5 169408.3 ‐172612.7 32086.6 403 1890.6 858.2 ‐6612.3 ‐162803.6 127674.3 ‐31181.6 Beam Sea Quartering Sea Load. Cond Description
Force Summation (KN) Moment Summation (KN‐M)
Head Sea
111 Computer General Structural Selfweight 112 Unmodelled Structure Steel 131 Equipment Load 132 Piping Load 133 Electrical Load 134 Instrument Load 171 Wind‐X Load 172 Wind‐Y Load 201 + Surge + Pitch + Heave 202 + Surge ‐ Pitch + Heave 203 ‐ Surge + Pitch + Heave 204 ‐ Surge + Pitch + Heave 301 + Sway + Roll + Heave 302 + Sway ‐ Roll + Heave 303 ‐ Sway + Roll + Heave 304 ‐ Sway ‐ Roll + Heave
401 0.5 Surge + 0.5 Pitch + 0.5 Sway + 0.5 Roll + Heave + Yaw 402 0.5 Surge + 0.5 Pitch ‐ 0.5 Sway ‐ 0.5 Roll + Heave + Yaw 403 ‐ 0.5 Surge ‐ 0.5 Pitch + 0.5 Sway + 0.5 Roll + Heave + Yaw Quartering sea Type of Load St a tic ‐ Lo ad Dy n am ic ‐ Loa d
LL (Live Load) 161 Open Area Live Load WL (Wind Load) Head Sea Beam Sea Description SDL (Structural Dead Load) EL ( Equipment Load)
BL (Blanket Load) 151 Blanket load Basic
Load
FX (KN) FY (KN) FZ (KN) MX (KN‐M) MY (KN‐M) MZ (KN‐M)
111 Dead Load (Self weight) 0 0 8812.643 ‐88029.625 ‐99140.445 0 112 Unmodeled Load 0 0 1354.316 ‐13410.49 ‐14879.113 0 131 Equipment Load 0 0 16359.32 ‐157505.438 ‐200940.8 0 132 Piping Load 0 0 9914.434 ‐101127.133 ‐111537.33 0 133 Electrical Load 0 0 1721.255 ‐17556.799 ‐19364.133 0 134 Instrument Load 0 0 1721.255 ‐17556.799 ‐19364.133 0 151 Blanked Load 0 0 1836.001 ‐18727.229 ‐20655.047 0 161 Live Load 0 0 3511.792 ‐39799.09 ‐40512.199 0 171 Wind Load ‐ X 54.064 0 0 0 5938.664 ‐538.825 172 Wind Load ‐ Y 0 59.63 0 ‐6550.087 0 ‐670.842 201 ‐3023.5 0 ‐4579.6 ‐45994.6 ‐385962.3 30324.2 202 ‐536.1 0 ‐4579.6 ‐45994.6 ‐115085.9 5355 203 536.1 0 ‐6032.2 ‐60529.5 ‐11872.9 ‐5355 204 3023.5 0 ‐6032.2 ‐60529.5 259001.3 ‐30324.2 301 0 2759.3 ‐7192.4 ‐378666.6 ‐86133.7 ‐32952.2 302 0 9983.8 ‐7192.4 ‐1165400.1 ‐86133.7 ‐119385.9 303 0 ‐9983.8 ‐3419.4 1058885.6 ‐40825.3 119385.9 304 0 ‐2759.3 ‐3419.4 272143.3 ‐40825.3 32952.2 401 ‐1137.1 858.2 ‐5886 ‐155536.2 ‐195267 ‐814.8 402 ‐1137.1 ‐1896.8 ‐3999.5 169408.3 ‐172612.7 32086.6 403 1890.6 858.2 ‐6612.3 ‐162803.6 127674.3 ‐31181.6
Load Statis ‐ Dynamis
Head Sea Beam Sea Quartering Sea Load. Cond Description 2001 ‐ 2004 SDL + EL + LL + WL Head Sea 3001 ‐ 3004 SDL + EL + LL + WL Beam Sea 4001 ‐ 4003 SDL + EL + LL + WL Quartering Sea Load Combination Load Combination 1 (Equipment load Condition)
Load Combination No. Static Load Dynamic Load
FX (KN) FY (KN) FZ (KN) MX (KN‐M) MY (KN‐M) MZ (KN‐M) 2001 ‐3481.1 0 ‐49601.8 ‐497617.78‐960188.812 34914.371 2002 ‐993.672 0 ‐49601.8 ‐497617.78‐689315.438 9945.111 2003 1101.802 0 ‐51472.1 ‐516331.75‐478552.531 ‐11022.77 2004 3589.229 0 ‐51472.1 ‐516331.75‐207679.781‐35991.988 3001 0 2818.9 ‐52423.4 ‐838932.13‐612526.875‐33623.102 3002 0 10043.46 ‐52423.4 ‐1625664.8‐612526.875‐120056.63 3003 0 ‐9924.2 ‐48650.5 598616.188‐567218.562 118715.37 3004 0 ‐2699.64 ‐48650.5 ‐188117.38‐567218.562 32281.408 4001 ‐1348.24 904.588 ‐51013.5 ‐613306.38‐743653.188 778.781 4002 ‐1348.24 ‐1858.92 ‐49127 ‐287436.78‐720998.875 33781.758 4003 2178.225 904.588 ‐51946.9 ‐622645.06 ‐368328.25‐34587.273 Description Load. Comb Combined Load Case Load Combination I (Equipment Load Condition)
Contoh hasil dari perhitungan pembebanan model dinamis (model B) pada berbagai kondisi sarat dengan SACS 5.2. ditunjukkan pada Tabel 10 di bawah ini.
Tabel 10 Dynamic loading summation draft 13.9m
Dari perhitungan yang dihasilkan dynamic load dari pemodelan dynamic (model B) dapat dilihat bahwa dari keempat sarat gaya yang paling besar terjadi
pada sarat 13.9m. Pada kondisi head sea gaya
terbesar terjadi pada load case 204 dengan gaya
translasi sebesar 3023.5(sumbu X/ surge) sedangkan
untuk gaya rotasional sebesar 259001.3KN-M
(sumbu Y/pitch). Untuk kondisi beam sea gaya
terbesar terjadi pada load case 302 dengan gaya
translasi sebesar 9983.8KN (sumbu Y/sway)
sedangkan gaya rotasional sebesar 1058885.6KN-M
(sumbu X/roll). Pada kondisi quartering sea gaya
terbesar terjadi pada load case 403 dengan gaya
translasi sebesar 1890.6KN (sumbu X/ surge)
sedangkan untuk gaya rotasional sebesar
169408.3KN-M (sumbu X/roll).
Setelah mendapatkan beban inertia dari hasil perhitungan model dinamis, maka dilanjutkan dengan menghitung dan mengkombinasikan beban keseluruhan struktur topside module, yakni kombinasi antara beban statis dengan beban dinamis yang dapat dilihat pada Tabel 11 dibawah.
Tabel 11 Basic load case Static – Dynamic (Model C)
Contoh hasil dari perhitungan kombinasi pembebanan model statis - dinamis (model C) pada berbagai kondisi sarat dengan SACS 5.2. ditunjukkan pada Tabel 11 di bawah ini.
Tabel 11 Seastate basic load case summary model C draft 13.9m
Setelah mendapatkan pembebanan model statis - dinamis (model C) pada berbagai kondisi sarat dengan SACS 5.2 maka dilanjutkan dengan mengkombinasikan beban keseluruhan struktur topside module untuk mengetahui unity check (UC) member pada struktur topside module.
Tabel 12 Load Combinations for model C
Tabel 13 di bawah ini adalah hasil perhitungan dari mengkombinasikan beban keseluruhan struktur topside module pada berbagai kondisi sarat dengan SACS 5.2.
9
MEMBER (GROUP) UC LOAD. COMB 1129‐746(SG3) 0.89 116‐6079 (SH3) 0.81 854‐858 (SG2) 0.911 855‐859 (SG2) 0.892 856‐860 (SG2) 0.887 890‐918 (SG2) 0.853 891‐919 (SG2) 0.871 892‐920 (SG2) 0.877 894‐914 (SG2) 0.882 895‐915 (SG2) 0.89 1029‐1224 (SG1) 0.923 1030‐1223 (SG1) 0.912 1031‐1222 (SG1) 0.879 1044‐1048 (SG1) 0.889 1045‐1049 (SG1) 0.876 1046‐1050 (SG1) 0.868 BRACING 47‐68 (BR) 0.37 3002 48‐68 (LG2) 0.73 45‐40 (LGA) 0.64 LOWER LEVEL 3002 LEG 3002
LOCATION MAXIMUM MEMBER STRESS UNITY CHECK UPPER LEVEL
MID LEVEL
3003
3002 3003
MEMBER (GROUP) UC LOAD. COMB 1129‐746 (SG3) 0.852 116‐6079 (SH3) 0.823 854‐858 (SG2) 1.171 855‐859 (SG2) 1.104 856‐860 (SG2) 1.035 890‐918 (SG2) 1.016 891‐919 (SG2) 1.067 892‐920 (SG2) 1.059 894‐914 (SG2) 1.122 895‐915 (SG2) 1.164 1029‐1224 (SG1) 1.251 1030‐1223 (SG1) 1.075 1031‐1222 (SG1) 1.008 1044‐1048 (SG1) 1.131 1045‐1049 (SG1) 1.193 1046‐1050 (SG1) 1.168 BRACING 47‐68 (BR) 0.42 3002 48‐68 (LG2) 0.82 45‐40 (LGA) 0.72 LEG 3002 UPPER LEVEL 3003 MID LEVEL 3003 3002 LOWER LEVEL 3002
LOCATION MAXIMUM MEMBER STRESS UNITY CHECK
MEMBER (GROUP) UC LOAD. COMB 1129‐746 (SG3) 0.886 116‐6079 (SH3) 0.831 854‐858 (SG2) 1.211 855‐859 (SG2) 1.147 856‐860 (SG2) 1.076 890‐918 (SG2) 1.035 891‐919 (SG2) 1.046 892‐920 (SG2) 1.098 894‐914 (SG2) 1.154 895‐915 (SG2) 1.202 1029‐1224 (SG1) 1.311 1030‐1223 (SG1) 1.113 1031‐1222 (SG1) 1.048 1044‐1048 (SG1) 1.171 1045‐1049 (SG1) 1.237 1046‐1050 (SG1) 1.212 BRACING 47‐68 (BR) 0.51 3002 48‐68 (LG2) 0.92 45‐40 (LGA) 0.83 MID LEVEL 3003 3002 LOWER LEVEL 3002 LEG 3002
LOCATION MAXIMUM MEMBER STRESS UNITY CHECK
UPPER LEVEL 3003
MEMBER (GROUP) UC LOAD. COMB
1129‐746 (SG3) 1.035 116‐6079 (SH3) 0.841 854‐858 (SG2) 1.261 855‐859 (SG2) 1.199 856‐860 (SG2) 1.126 890‐918 (SG2) 1.0854 891‐919 (SG2) 1.079 892‐920 (SG2) 1.132 894‐914 (SG2) 1.124 895‐915 (SG2) 1.236 1029‐1224 (SG1) 1.348 1030‐1223 (SG1) 1.158 1031‐1222 (SG1) 1.097 1044‐1048 (SG1) 1.231 1045‐1049 (SG1) 1.266 1046‐1050 (SG1) 1.29 BRACING 47‐68 (BR) 0.61 3002 48‐68 (LG2) 0.96 45‐40 (LGA) 0.86 LOWER LEVEL 3002 LEG 3002
LOCATION MAXIMUM MEMBER STRESS UNITY CHECK
UPPER LEVEL 3003
MID LEVEL
3003
3002
Dari perhitungan yang dihasilkan combinate load pemodelan static-dynamic (model C) dapat dilihat bahwa dari keempat sarat gaya yang paling besar
terjadi pada sarat 13.9m. Pada kondisi head sea gaya
terbesar terjadi pada load case 2004 dengan gaya
translasi sebesar 3589.229(sumbu X/ surge)
sedangkan untuk gaya rotasional sebesar
34914.371KN-M (sumbu Z/yaw). Untuk kondisi
beam sea gaya terbesar terjadi pada load case 3002
dengan gaya translasi sebesar 10043.46KN (sumbu
Y/sway) sedangkan gaya rotasional sebesar
598616.188KN-M (sumbu X/roll). Pada kondisi
quartering sea gaya terbesar terjadi pada load case
4003 dengan gaya translasi sebesar 2178.225KN
(sumbu X/ surge) sedangkan untuk gaya rotasional
sebesar 33781.758KN-M (sumbu Z/yaw).
Tabel 14 s/d 17 di bawah ini adalah maximum
member stress unity check (UC) pada berbagai
kondisi sarat dengan SACS 5.2.
Tabel 14 Maximum member stress summary (UC) draft 18.0m
Tabel 15 Maximum member stress summary (UC) draft 16.2m
Tabel 16 Maximum member stress summary (UC) draft 14.6m
Tabel 17 Maximum member stress summary (UC) draft 13.9m
Dari hasil unity chek (UC) maksimum yang diperoleh
dapat diketahui, pada sarat 18.0m kekuatan struktur topside module FPSO tersebut aman karena UC < 1dengan (UC) maksimum sebesar 0.923. kemudian pada sarat 16.2m kekuatan struktur topside module FPSO tersebut tidak aman dengan (UC) maksimum sebesar 1.251, demikian pula sampai sarat terendah 13.9m kekuatan struktur topside module FPSO tersebut tidak aman dengan (UC) maksimum sebesar 1.348.
4.4 Analisa Keandalan
Penentuan moda kegagalan merupakan unsur penting dalam melakukan analisis keandalan suatu
struktur. Pada analisis keandalan pada topside
module, moda kegagalan pada kombinasi Tekan
Aksial dan Bending Member yang direpresentasikan
dalam unity check member (UC) yang berfungsi
sebagai variabel acak dan angka 1 sebagai faktor
kekuatan atau ketahanan, Jadi topside module
dikatakan gagal apabila tegangan yang berlaku pada member melebihi kekuatan nominalnya. Persamaan yang digunakan yaitu:
10
Σdata Σsucces Σfail Pof K
10 7 3 0.300 0.700 100 54 46 0.460 0.540 500 281 219 0.438 0.562 1000 563 437 0.437 0.563 2000 1143 857 0.429 0.572 3000 1685 1315 0.438 0.562 4000 2239 1761 0.440 0.560 5000 2792 2208 0.442 0.558 10000 5598 4402 0.440 0.560
Draft
Pof
K
18.0m
0.097
0.903
16.2m
0.313
0.687
14.6m
0.383
0.617
13.9m
0.44
0.56
MK : UC-1 < 0 aman UC-1 > 0 gagal Dengan : MK = Moda kegagalanJadi struktur akan dikatakan gagal apabila UC > 1, dan sebaliknya struktur dikatakan sukses apabila UC < 1. Dalam konsep ini perancang dapat menggambarkan suatu sistem dengan segala hal yang mempengaruhi atau mengakibatkan kerusakan pada sistem tersebut misalnya kondisi pembebanan, ketahanan struktur, kondisi lingkungan yang lebih mendekati keadaan yang sebenarnya karena melibatkan aspek ketidakpastian dalam analisanya. Dalam analisa keandalan sistem struktural maka perlu untuk mendefinisikan ketidakpastian yang diterima oleh struktur.
Simulasi Monte Carlo dilakukan dengan tabulasi agar lebih mudah seperti terdapat pada Tabel 18 dan Gambar 9. Untuk memperoleh hasil yang akurat, maka simulasi dilakukan sebanyak 10,000 kali. Untuk menentukan akurasi dari jumlah simulasi,maka dilakukan pencatatan nilai Pof pada setiap jumlah tertentu sehingga didapatkan nilai keandalan yang cenderung konstan.
Tabel 18 Keandalan struktur topside module FPSO pada draft 13.9m
Gambar 9 Grafik keandalan struktur topside module FPSO pada draft 13.9m
Pada Tabel 18 dan Gambar 4.20 diatas, keandalan struktur topside module pada sarat 13.9m tidak konstan dari iterasi pertama hingga iterasi terakhir. Hingga iterasi terakhir dengan jumlah iterasi sebanyak 10000 kali, keandalan dari struktur topside module FPSO tersebut menurun yaitu sebesar 0.560. Setelah dilakukan simulasi monte carlo didapatkan
keandalan pada variasi sarat air seperti pada Tabel 19 pada sarat 18.0m keandalannya adalah 0.903 , kemudian pada sarat 16.2m keandalannya turun menjadi 0.687, demikian pula sampai sarat terendah 13.9m keandalannya semakin menurun yaitu 0.560.
Tabel 19 Nilai Keandalan struktur topside module FPSO
Gambar 10 Grafik keandalan struktur topside module FPSO
Jadi dapat disimpulkan bahwa semakin kecil sarat air
FPSO maka keandalan dari struktur topside module
FPSO akan semakin menurun. Kekuatan dan keandalan struktur topside module FPSO yang tinggi dan aman terjadi pada sarat 18.0m, sedangkan pada saat sarat 16.2m,14.6m dan 13.9m kekuatan dan keandalan struktur sangat kritis. Untuk mendapatkan kekuatan serta keandalan yang tinggi dan aman pada sarat-sarat tersebut, harus mengganti struktur baja bermutu tinggi dengan kekuatan hasil nominal atau
nominal yield strength (Fv) dan kuat tarik atau
ultimate tensile strength yang lebih tinggi dari
sebelumnya atau dengan memperbesar profile struktur topside module FPSO tersebut.
5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari analisis yang telah dilakukan pada Bab IV, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Perilaku gerak FPSO saat beroperasi dalam
berbagai kondisi lingkungan ialah sebagai berikut:
Following seas (μ= 0o) dan Head seas (μ= 180o)
Pada arah gelombang 0o dan 180o, gerakan
FPSO yang mengalami perubahan paling
signifikan adalah RAO surge (1.057), RAO
heave (0.867), dan RAO pitch (0.609). Gerakan
sway, roll, dan yaw hampir tidak mengalami
11
Beam seas (μ= 90o)
Pada arah gelombang 90o, gerakan FPSO yang
mengalami perubahan paling signifikan adalah
RAO sway (1.307), RAO heave (0.953), dan
RAO roll (2.972). Gerakan yang lain tidak
begitu mengalami perubahan.
Quartering seas (μ= 45o dan μ= 135o)
Pada arah gelombang 45o dan 135o, gerakan
FPSO semuanya mengalami perubahan.
2. Dari hasil unity chek (UC) maksimum yang
diperoleh dapat diketahui, pada sarat 18.0m
kekuatan struktur topside module FPSO tersebut
aman karena UC < 1 dengan (UC) maksimum sebesar 0.923. kemudian pada sarat 16.2m kekuatan struktur topside module FPSO tersebut tidak aman dengan (UC) maksimum sebesar 1.251, kemudian pada sarat 14.6m kekuatan
struktur topside module FPSO tersebut tidak
aman dengan (UC) maksimum sebesar 1.311, demikian pula sampai sarat terendah 13.9m
kekuatan struktur topside module FPSO tersebut
tidak aman dengan (UC) maksimum sebesar 1.348. Semakin kecil sarat air FPSO maka
kekuatan struktur dari struktur topside module
FPSO akan semakin menurun.
3. Keandalan struktur topside module FPSO
berdasarakan perhitungan menggunakan simulasi
Monte Carlo didapatkan keandalan pada variasi
sarat air seperti berikut, pada sarat 18.0m keandalannya adalah 0.903 , kemudian pada sarat 16.2m keandalannya turun menjadi 0.687, kemudian pada sarat 14.6m keandalannya turun menjadi 0.617 demikian pula sampai sarat terendah 13.9m keandalannya semakin menurun yaitu 0.560. Dari keandalan pada variasi sarat air
tersebut memperlihatkan bahwa struktur topside
module FPSO mempunyai keandalan yang tinggi
dan aman pada sarat air 18.0m, sedangkan semakin kecil sarat air FPSO maka keandalan dari struktur topside module FPSO akan semakin menurun.
5.2 Saran
Saran yang dapat diberikan pada hasil analisis tugas akhir ini adalah :
1. Melakukan anlisa detail dengan menambah
penegar pada struktur topside module FPSO untuk penelitian selanjutnya.
2. Melakukan analisis lebih detail dengan
memodelkan struktur support agar mendapatkan hasil yang lebih akurat.
DAFTAR PUSTAKA
ABS, 2004, “Floating Production Installations”,
Houston,USA.
American Petroleum Institute, API RP 2A, Recommended Practise for Planning, Designing and Constructing Fixed Offshire Platform-Working Stress Design
Barltrop, N., dan Okan, B., 2000, “FPSO Bow Damage in
steep waves”, Rogue waves 2000 workshop, Brest.
Bhattacharyya, R. 1978. “Dynamic of Marine Vehicles”.
John Wiley and Sons Inc., New York.
Chakrabarti, S.K., 1987, “Hydrodynamics of Offshore
Structures”, Computational
Mechanics Publications Southampton, Boston, USA.
Dawson, Thomas H., 1983, “Offshore Structural
Engineering”, Prentice-Hall, Inc., Englewood
Cliffs, New Jersey.
Djatmiko, E. B., 2003, “Seakeeping: Perilaku Bangunan
Apung di Atas Gelombang”, Jurusan Teknik
Kelautan ITS, Surabaya.
Hsu, Teng H., 1984, “Applied Offshore Structural
Engineering”, Houston.
Indiyono, P. 2004. Hidrodinamika Bangunan Lepas
Pantai. Surabaya: SIC.
Martins, Marcelo R., 2007, “Inertial and Hydrodynamic
Inertia Loads on Floating Unit”, Sao Paulo.
Murdjito, 2003. “Conceptual Design and Offshore
Structure”. Kursus Singkat Offshore Struktur
Design and Modelling. Ocean Engineering Training
Center, Surabaya.
Popov, E. P. 1993. Mechanical of Material. Prentice-Hall Inc. Engelwood Cliffts. New Jersey. USA.
Rosyid, D.M., 2007, “Pengantar Rekayasa Keandalan”,
Airlangga University Press, Surabaya
UKOOA, 2002, “FPSO Design Guidance Notes for UKCS
Service”. Glasgow.
