Kajian Teknis Konversi Tanker Menjadi FSO Studi Kasus: FSO Belida

(1)

Kajian Teknis Konversi Tanker Menjadi FSO

Studi Kasus: FSO Belida

Verry Agustriputra dan Ir. Wasis Dwi Aryawan, M.Sc, Ph.D

Jurusan Teknik Perkapalan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, Indonesia

wasis@na.its.ac.id

1.1. Abstrak

Pada Saat ini konversi-konversi kapal untuk tujuan tertentu marak dilakukan. Beberapa diantaranya bertujuan untuk merubah jenis muatan kapal karena muatan yang akan diangkut setelah dilakukan konversi lebih menguntungkan dibandingkan muatan kapal sebelumnya. Tujuan yang lain adalah untuk merubah fungsi kapal seperti konversi tanker manjadi FPSO atau FSO. Jika tujuan dari FSO adalah untuk disewakan selama beberapa tahun (jangka pendek), maka akan lebih menguntungkan menggunakan konversi dari kapal-kapal bekas. Namun jika akan digunakan untuk jangka waktu yang panjang, akan lebih menguntungkan jika membuat kapal baru.

Dalam tugas akhir ini mengkaji kelayakan teknis konversi Kapal Tanker Al Mukhtarah menjadi FSO. Mulai dari modifikasi desain rencana umum, modifikasi capacity plan, perhitungan dan analisa kekuatan struktur, stabilitas dan keselamatan kapal. Hasil analisa ini dapat memberikan pandangan teknis konversi Tanker Al Mukhtarah menjadi FSO apakah memenuhi kelayakan teknis atau tidak bagi pemilik kapal.

Modifikasi Rencana Umum tanker menjadi FSO telah dilakukan sesuai owner requirement. Dari proses modifikasi tersebut, didapatkan capacity plan baru yang telah memenuhi persyaratan dari ConocoPhillips Indonesia, yaitu dapat menampung crude oil sebesar 633,754 Barrels, dan ADO (Automotive Diesel Oil) sebesar 5,342 Ton untuk mendukung proses operasional di Belida

Field Block B.

Dari hasil running Hydromax, FSO konversi ini memenuhi kriteria IMO tentang trim dan stabilitas pada setiap kondisi pemuatan/pembebanan. Sedangkan dalam hal kekuatan memanjang, setiap kondisi pemuatan telah memenuhi kriteria kekuatan memanjang BKI baik pada kondisi air tenang, hogging maupun sagging. Dari segi kekuatan struktur tangki, berdasarkan hasil analisis

software Lloyd’s Register ShipRight 2010.1, stress yang dihasilkan tidak lebih dari acceptance criteria dari Common Structural Rules for Double Hull Oil Tanker pada tiap kondisi pembebanan.

Sehingga dapat disimpulkan, FSO hasil konversi ini telah memenuhi semua persyaratan keselamatan dan permintaan ConocoPhillips Indonesia untuk menggantikan FSO Intan di Belida Field, Laut Natuna Selatan Block B Production Sharing Contract Area offshore Indonesia.

(2)

1. Pendahuluan

Conocophillips merupakan pengilang terbesar kedua di Amerika Serikat dan berdasarkan kapasitas minyak mentah adalah pengilang terbesar keempat di dunia. Perusahaan yang berpusat di Houston, Texas ini terkenal diseluruh dunia dengan keahlian teknologi dibidang eksplorasi dan produksi di laut dalam, eksploitasi dan manajemen reservoir, teknologi seismik 3-D, petroleum

coke upgrading kelas tinggi dan sulfur removal. Perusahaan ini mempunyai 4 aktivitas utama di

seluruh dunia yaitu : Eksplorasi dan produksi minyak bumi. Pengilangan, pemasaran, suplai dan transportasi minyak bumi. Pengumpulan, pengolahan dan pemasaran gas alam, termasuk 50% saham di Duke Energy Field Services, LLC. Produksi dan distribusi bahan kimia dan plastik melalui 50% saham di Chevron Phillips Chemical Company LLC. Salah satu asset yang dimiliki perusahaan ini adalah blok pengilangan di Belida Field yang ditemukan pada Desember 1989 dengan bantuan ALu-Alu E-1. Berlokasi di Laut Natuna Selatan Block B Production Sharing

Contract Area offshore Indonesia, 700 mill sebelah utara Jakarta dan 140 mill timur laut Kep.

Natuna, seperti terlihat pada Error! Reference source not found. di bawah ini.

Gambar 1Peta lokasi Block B Production Sharing Contract

Ladang minyak Belida merupakan salah satu ladang minyak terbesar se-Asia Tenggara. Diestimasikan terdapat 46 trillion cubic feet (tcf) yang terkandung di dalamnya. Proyek ini berisi

drilling/production platform (DPP’ A’), flare tripod, lift gas platform (LGP), tiga wellhead platform

(WHP B, WHP C, WHP D), dan sebuah floating storage and offloading (FSO) vessel.

Salah satu FSO yang selama ini digunakan adalah FSO Intan. Kapal berbendera Liberia dengan operator Tasik Madu milik Tanker Pasific itu selama ini disewa tanpa memiliki batas waktu yang jelas. Kapal buatan 1968 berbobot 178,604 DWT tersebut disewa oleh ConocoPhilips untuk beroperasi di kawasan perairan Belida, Natuna, Kepulauan Riau. Seperti yang diberitakan di internet (tenderoffer.biz, 2010), FSO ini akan diganti dengan FSO baru dengan beberapa ketentuan seperti harus mampu bertahan 10 tahun tanpa harus naik dok, mampu menampung

crude oil sebesar 630,000 Barrels, mampu menampung ADO sebesar 5,300 Ton, dan lain

(3)

Sehubungan dengan hal tersebut di atas, maka dalam tugas akhir ini akan membuat kajian teknis konversi kapal tanker menjadi FSO pengganti FSO Intan, yang sesuai dengan kebutuhan ConocoPhillips. Kajian ini nantinya diharapkan mampu menjadi bahan referensi bagi pemilik kapal dan galangan yang akan melakukan konversi FSO.

Kapal yang dipilih oleh penulis untuk dikonversi adalah MT. Al Mukhtarah (ex. MT. Fosna, IMO 9009229) karena dari segi daya tampung ruang muat memenuhi permintaan yang disyaratkan oleh ConocoPhillips sebesar 630,000 Barrels. Kapal berbendera Arab Saudi ini mempunyai panjang (LOA) 232.04 meter, lebar (BMld) 20.30 meter, sarat (T) 14.20 meter, dan berkapasitas muatan 107,131.50 m3 atau 673,836 Barrels pada 98% kondisi penuh. Foto MT. Al Mukhtarah dapat dilihat pada Gambar 1.2 di bawah ini.

Gambar 2Foto MT. Al Mukhtarah (ex MT. Fosna)

2. Rekayasa Konversi FSO

Konversi Tanker menjadi FSO ini harus memenuhi beberapa charterer requirement berikut :  Mampu menampung crude oil sebesar 630,000 Barrels,

 Memiliki bunker yang mampu menampung Automotive Diesel Oil (ADO) sebesar 5,300

Ton untuk mendukung operasional di Belida Field,  Mampu bertahan selama 10 tahun tanpa harus naik dok,  Menggunakan external turret mooring system pada haluan,

 Memiliki helideck sedekatmungkin dengan ruang akomodasi,

 Memiliki man riding crane,

 Memiliki heavy‐duty deck crane untuk menunjang operasional dan perawatan FSO,

 Memiliki metering skid untuk mengukur intensitas minyak yang masuk/keluar tangki,

 Memiliki pipa tersendiri khusus untuk menyalurkan minyak dari flexible risser menuju ke tangki‐tangki ruang muat,

 Memiliki cargo manifold platform pada bagian buritan sebelah kanan untuk menyalurkan Automotive Diesesl Oil (ADO) ke kapal lain secara side to side,

 Memiliki ruangan tambahan untuk charterer crew dan visitor,  Memiliki laboratoriumuntuk penelitian minyak mentah, dan  Berbendera Indonesia.

(4)

2.1 Modifikasi General Arrangement

Modifikasi GA sesuai dengan charterer requirement adalah sebagai berikut :

Gambar 3 General Arrangement After Conversion 2.2 Pemodelan Lambung (Hull) FSO Belida pada software Maxsurf

Pemodelan dilakukan berdasarkan principal dimension dan gambar lines plan yang tersedia.

Gambar 4 Hasil Pemodelan pada Maxsurf 2.3 Pemodelan Tangki-Tangki FSO Belida pada software Hydromax

Pemodelan tangki-tangki pada Hydromax dilakukan berdasarkan data / gambar Tank

Capacity.

(5)

2.4 Perancangan Capacity Plan FSO

Tabel 1 Perhitungan Deadweight FSO

Tabel 2 Capacity Plan Resume

2.5 Pemeriksaan Kekuatan Konstruksi FSO

Pemeriksaan Modulus dan Moment Inersia pada Penampang Melintang Midship

Name Weight (T) Displacement 112,060.00 DWT Before Conversion 96,314.00 LWT Before Conversion 15,746.00 Weight To Be Added 1,375.85 LWT After Conversion 17,121.85 DWT After Conversion 94,938.15

Batas maks. dari hasil pemeriksaan displacement

Displacement

112,060.00 T

DWT After Conversion

94,938.15 T

Draft (T)

14.227 m

Hasil Running Hydromax FSO pada Full Load Condition

Displacement

111,984.00 T

DWT After Conversion

94,861.80 T

Draft (T)

14.225 m

Total Cargo Oil Tank

83,631.00 T

Total Cargo Oil Tank in Barrels

633,761.76 Bbls

Modulus minimum BKI 30.59 m3 Modulus penampang pada midship

- Pada bottom 38.50484347 m3 (memenuhi) - Pada deck 31.09132836 m3 (memenuhi) Moment Inersia minimum 201.2884685 m4

(6)

Menggunakan Software Hydromax pada tiap loadcase.

Tabel 3 Stress yang Terjadi pada Kondisi Air Tenang

Tabel 4Stress yang Terjadi pada Kondisi Hogging

Tabel 5Stress yang Terjadi pada Kondisi Sagging No. Loadcase σP (kN/m 2 ) σmax (kN/m 2 ) Status 1 Condition A1 175,000 70,768.52 Accepted 2 Condition B1 175,000 80,090.59 Accepted 3 Condition B2 175,000 47,412.31 Accepted 4 Condition B3 175,000 53,415.69 Accepted 5 Condition B4 175,000 34,830.72 Accepted 6 Condition B5 175,000 38,076.36 Accepted 7 Condition B6 175,000 63,656.89 Accepted 8 Condition B7 175,000 17,826.56 Accepted 9 Condition C1 175,000 19,808.08 Accepted 10 Condition C2 175,000 20,399.49 Accepted 11 Condition C3 175,000 50,569.64 Accepted 12 Condition D1 175,000 96,443.17 Accepted 13 Condition D2 175,000 80,232.62 Accepted 14 Condition D3 175,000 82,222.87 Accepted 15 Condition D4 175,000 81,974.01 Accepted

No. Loadcase σP (kN/m2) σmax (kN/m2) Status

1 Condition A1 175,000 118,084.16 Accepted 2 Condition B1 175,000 166,326.22 Accepted 3 Condition B2 175,000 124,324.17 Accepted 4 Condition B3 175,000 138,777.21 Accepted 5 Condition B4 175,000 129,749.49 Accepted 6 Condition B5 175,000 79,456.76 Accepted 7 Condition B6 175,000 72,979.64 Accepted 8 Condition B7 175,000 102,041.01 Accepted 9 Condition C1 175,000 116,323.96 Accepted 10 Condition C2 175,000 113,458.86 Accepted 11 Condition C3 175,000 143,815.38 Accepted 12 Condition D1 175,000 173,629.16 Accepted 13 Condition D2 175,000 173,734.35 Accepted 14 Condition D3 175,000 173,465.50 Accepted 15 Condition D4 175,000 174,465.73 Accepted

No. Loadcase σP (kN/m2) σmax (kN/m2) Status

1 Condition A1 175,000 27,466.88 Accepted 2 Condition B1 175,000 59,624.25 Accepted 3 Condition B2 175,000 116,919.11 Accepted 4 Condition B3 175,000 105,501.84 Accepted 5 Condition B4 175,000 103,679.97 Accepted 6 Condition B5 175,000 145,902.37 Accepted 7 Condition B6 175,000 172,134.25 Accepted 8 Condition B7 175,000 107,786.82 Accepted 9 Condition C1 175,000 99,659.10 Accepted 10 Condition C2 175,000 98,688.14 Accepted 11 Condition C3 175,000 79,078.77 Accepted 12 Condition D1 175,000 18,921.17 Accepted 13 Condition D2 175,000 33,710.62 Accepted 14 Condition D3 175,000 39,861.21 Accepted 15 Condition D4 175,000 63,516.41 Accepted

(7)

Design Verification Kekuatan Struktur Menggunakan Finite Element Software : Ship Right 2010.1

Gambar 6 Pemodelan Struktur Tangki

Tabel 6

Rekap dari hasil stress assessment pada Ship Right 2010.1

σ vm status σ vm status σ vm status σ vm status σ vm status σ vm status σ vm status

1 Deck Plate 0.9 283.5 67.71 OK 69.06 OK 52.79 OK 63.06 OK 62.09 OK 59.29 OK 18.28 OK 2 Side Plate 0.9 283.5 80.6 OK 81.01 OK 77.31 OK 77.7 OK 78.25 OK 72.61 OK 32.05 OK 3 Bottom Plate 0.8 252 58.36 OK 60.23 OK 59.78 OK 61.29 OK 59.2 OK 75.21 OK 30.79 OK 4 Inner Bottom Plate 0.8 252 62.38 OK 62.72 OK 50.87 OK 59.04 OK 59.51 OK 67.25 OK 22.19 OK 5 Inner Hull Plate 0.9 283.5 104 OK 102.4 OK 101.8 OK 111.2 OK 109.3 OK 109.3 OK 35.42 OK 6 Bottom Center Girder 0.8 252 83.19 OK 82.59 OK 46.32 OK 29.82 OK 38.57 OK 89.03 OK 56.69 OK 7 Bottom Side Girder 1 315 136.6 OK 141.7 OK 145 OK 134.6 OK 131.8 OK 154.8 OK 70.5 OK 8 Side Stringer 1 315 109.8 OK 110.6 OK 103.9 OK 131.2 OK 132.2 OK 112.3 OK 32.55 OK 9 Center Line Bulkhead 0.9 283.5 97.28 OK 97.31 OK 138.5 OK 55.47 OK 58.28 OK 189.9 OK 59.77 OK 10 Cargo Tank Bulkhead Fr.67 0.8 252 57.6 OK 57.75 OK 36.13 OK 47.29 OK 46.9 OK 45.14 OK 51.51 OK 11 Cargo Tank Bulkhead Fr.74 0.8 252 57.55 OK 57.68 OK 36.75 OK 47.35 OK 46.94 OK 44.85 OK 51.15 OK 12 Watertight Floor Fr.67 0.8 252 50.72 OK 51.01 OK 32.51 OK 41.39 OK 40.99 OK 39.69 OK 33.05 OK 13 Watertight Floor Fr.74 0.8 252 50.37 OK 50.63 OK 32.29 OK 41.27 OK 40.86 OK 40.25 OK 32.91 OK 14 Wing Tank Bulkhead Fr.67 0.8 252 40.75 OK 40.97 OK 24.72 OK 28.76 OK 28.81 OK 27.81 OK 45.89 OK 15 Wing Tank Bulkhead Fr.74 0.8 252 40.77 OK 40.99 OK 24.61 OK 28.77 OK 28.81 OK 27.81 OK 45.67 OK 16 Transverse Fr.66 1 315 148 OK 135.1 OK 134.7 OK 208.5 OK 210.5 OK 174.6 OK 60.4 OK 17 Transverse Fr.68 1 315 174.6 OK 184.2 OK 172.9 OK 210.3 OK 208.3 OK 133.1 OK 62.13 OK 18 Transverse Fr.69 1 315 225.1 OK 217 OK 133.3 OK 234.6 OK 229.3 OK 184.7 OK 69.94 OK 19 Transverse Fr.70 1 315 205.9 OK 197.2 OK 139.2 OK 197.9 OK 191.5 OK 194.5 OK 71.25 OK 20 Transverse Fr.71 1 315 205.9 OK 197.2 OK 139.3 OK 197.9 OK 191.5 OK 194.6 OK 71.19 OK 21 Transverse Fr.72 1 315 225.1 OK 217.1 OK 133.4 OK 234.6 OK 229.3 OK 185.1 OK 69.82 OK 22 Transverse Fr.73 1 315 174.6 OK 184.2 OK 172.9 OK 210.3 OK 208.3 OK 133 OK 61.91 OK 23 Transverse Fr.75 1 315 148.3 OK 134.9 OK 134.9 OK 208.4 OK 210.5 OK 174.9 OK 60.81 OK B6 B7

No Structures Properties Yield Stress

(σyd)

(8)

2.6 Pemeriksaan Stabilitas FSO (Tanpa Mooring) Menggunakan Software Hydromax

Tabel 7 Rekap Stabilitas Tiap Loadcase Hasil Running Large Angle Stability Hydromax

A1 B1 B2 B3 B4

1 Area 0 to 30

Value (m.deg) 3.151 3.151 3.151 3.151 3.151

Actual (m.deg) 192.778 86.19 70.519 68.497 59.98

Status Pass Pass Pass Pass Pass

2 Area 0 to 40

Value (m.deg) 5.157 5.157 5.157 5.157 5.157

Actual (m.deg) 274.701 147.975 123.752 120.182 105.282

3 Area 30 to 40

Value (m.deg) 1.719 1.719 1.719 1.719 1.719

Actual (m.deg) 81.923 61.785 53.234 51.685 45.303

4 Max GZ at 30 or greater

Value (m) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2

Actual (m) 8.385 6.455 5.513 5.333 4.661

5 Angle of maximum GZ

Value (deg) 25 25 25 25 25

Actual (deg) 27.1 40.9 39.9 39.9 38.9

6 Initial GMt

Value (m) 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15

Actual (m) 44.72 10.696 8.588 8.296 7.267

Conditions No. Tank Name/Items/Criteria B5 B6 B7 C1 C2 1 Area 0 to 30 Value (m.deg) 3.151 3.151 3.151 3.151 3.151 Actual (m.deg) 54.625 51.301 47.641 48.771 48.149

2 Area 0 to 40

Value (m.deg) 5.157 5.157 5.157 5.157 5.157

Actual (m.deg) 95.142 87.814 78.209 79.993 79.053

3 Area 30 to 40

Value (m.deg) 1.719 1.719 1.719 1.719 1.719

Actual (m.deg) 40.517 36.513 30.569 31.222 30.903

Value (m) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2

Actual (m) 4.131 3.723 3.107 3.177 3.14

Value (deg) 25 25 25 25 25

Actual (deg) 38 38 38 39 38

6 Initial GMt

Value (m) 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15

Actual (m) 6.648 6.307 6.045 6.141 6.124

Conditions No. Tank Name/Items/Criteria C3 D1 D2 D3 D4 1 Area 0 to 30 Value (m.deg) 3.151 3.151 3.151 3.151 3.151 Actual (m.deg) 50.955 100.49 103.6 106.39 130.06

2 Area 0 to 40

Value (m.deg) 5.157 5.157 5.157 5.157 5.157

Actual (m.deg) 83.527 167.771 172.516 175.176 203.367

3 Area 30 to 40

Value (m.deg) 1.719 1.719 1.719 1.719 1.719

Actual (m.deg) 32.572 67.28 68.915 68.786 73.307

Value (m) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2

Actual (m) 3.319 7.081 7.273 7.201 7.413

Value (deg) 25 25 25 25 25

Actual (deg) 39 42.8 43.8 43.8 39.7

6 Initial GMt

Value (m) 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15

Actual (m) 6.488 12.83 13.009 13.683 18.169

Conditions No. Tank Name/Items/Criteria

(9)

3. Kesimpulan

Dalam tahap desain dan modifikasi, telah dilakukan perencanaan penambahan-penambahan komponen untuk memenuhi charterer requirement yang ada. Setelah semua komponen ditambahkan, berat dari penambahan LWT pada proses konversi sebesar 1,375.85 Ton.

Dari segi kapasitas, FSO yang mempunyai berat mati sebesar 111,941 Ton ini mampu menampung crude oil sebesar 83,630 Ton (633,754 Barrels) dan Automotive Diesel Oil (ADO) sebesar 5,342 Ton pada kondisi 98% muatan penuh. Maka dapat disimpulkan bahwa FSO ini telah memenuhi charterer requirement yaitu mampu menampung crude oil sebesar 630,000 Barels pada 98% kondisi penuh, dan mempunyai bunkering storage untuk menampung ADO sebesar 5,300 Ton. Selisih dari kapasitas crude oil sebesar 0.596%, sedangkan kapasitas ADO sebesar 0.792%.

Pada pemeriksaan modulus penampang melintang dan moment inersia midship, dilakukan penambahan pembujur geladak sepanjang tangki ruang muat dengan ukuran FB 200 x 15 sehingga modulus penampang melintang pada midship memenuhi persyaratan minimum BKI sebesar 30.59 m3, yaitu pada deck sebesar 30.67 m3 dan pada bottom sebesar 38.60 m3. Sedangkan pada pemeriksaan moment inersia FSO sebesar 346.92 m4 memenuhi moment inersia minimum BKI sebesar 201.29 m4.

Pada analisa pemenuhan kekuatan memanjang, tegangan pada geladak (σDeck) dan alas

(σBottom) kurang dari tegangan yang diijinkan BKI (σp) sebesar 17,838.94 Ton/m 2

(175,000 kN/m2) sehingga FSO ini memenuhi persyaratan kekuatan memanjang BKI.

Dari segi kekuatan struktur pada analisa FEM menggunakan LR Ship Right 2010.1, tegangan maksimum yang terjadi pada FSO kurang dari tegangan ijin sesuai yang disyaratkan Common Structural Rules for Double Hull Oil Tanker (CSR) Sec. 9 Design Verification dan acceptance criteria sesuai Appendix B/2.7.1. Rekap dari besarnya tegangan pada tiap bagian konstruksi dan kondisi beserta tegangan ijin sesuai CSR.

Pada analisa stabilitas dan trim, berdasarkan hasil yang diperoleh dari running hydromax-large angel stablility, setiap kondisi pemuatan yang ada, telah memenuhi semua kriteria yang ditetapkan IMO.

(10)

4. Daftar Pustaka

Bureau Veritas. (2008). Connection hull–topsides, 3-6.

(2010, April 28). Dipetik July 9, 2010, dari tenderoffer.biz: www.tenderoffer.biz/news/281-headline/3417-tender-fso.html

(2010, July 19). Dipetik July 20, 2010, dari Wikipedia:

http://en.wikipedia.org/wiki/Floating_Storage_and_Offloading

Lloyd's Register. (2007). Common Structural Rules for Double Hull Oil Tankers. Lloyd's Register. Lloyd's Register. (2010). Ship Right User Guide : FEM Analysis. Lloyd's Register.

Lloyd's Register. (2010). Ship Right User Guide : FEM Generating. Lloyd's Register. Nasyih. (2010, March 24). Mooring System FSO / FPSO. Dipetik July 22, 2010, dari

nasyihandoffshore.blogspot.com: http://nasyihandoffshore.blogspot.com/2010/03/mooring-system-fsofpso.htm

Paik, J. K., & Thayambalii, A. K. (2007). Ship-shaped Offshore Instalations. San Ramon, CA, USA: Cambridge University Press.

Parsons, M. G. (t.thn.). Parametric Design.

Wartsila Corporation. (2004). Ship Power Systems. Wartsila. Watson, G. M. (1998). Practical Ship Design.