Bab IV Studi Kasus dan Analisis

Bab IV Studi Kasus dan Analisis. IV.1. Umum. Dalam bab ini akan diuraikan penerapan teori-teori yang telah dijelaskan pada bab-bab sebelumnya pada suatu studi kasus. Studi kasus yang diambil adalah platform tipe jacket. Dari studi kasus ini akan dilakukan beberapa tahap analisis yaitu : 1. Menentukan sambungan kritis yang akan digunakan dalam penentuan indeks kehandalan fatigue dan remaining life. Penentuan sambungan kritis ini menggunakan program SACS dengan analisis fatigue spektral. 2. Menentukan indeks kehandalan fatigue berdasarkan informasi adanya retak. Indeks ini diilustrasikan dalam bentuk kurva yang menggambarkan hubungan indeks kehandalan terhadap umur layan struktur sambungan kritis. 3. Menentukan remaining life sambungan kritis mengacu pada indeks kehandalan.. Remaining life dan indeks kehandalan fatigue pada poin di atas, ditentukan berdasakan metode fracture mechanics.. IV.2. Deskripsi Studi Kasus. Dalam penentuan indeks kehandalan fatigue dan remaining life berdasarkan metode fracture mechanics menggunakan platform tipe jacket sebagai studi kasus. Struktur yang menjadi objek studi merupakan konvensional jacket platform empat kaki. Bracing horizontal ditempatkan pada elevasi + 4.50m, - 10.50m, - 28.50m, - 46.70m, dan - 68.54m dari MLW.. 72.

Informasi penting lainnya berkaitan dengan struktur studi kasus adalah sebagai berikut :. a. Umum Struktur anjungan lepas pantai dalam studi kasus ini merupakan struktur yang dikategorikan sebagai production platform. Platfotm ini terletak di sekitar kawasan lepas pantai Kalimantan Timur. Platform ini berdiri pada kedalaman 72.30 m di bawah chart datum MLW dan memiliki umur layan 25 tahun. b. Struktur Dek Anjungan mempunyai dua level dek dengan spesifikasi elevasi sebagai berikut : •. Main deck. EL. (+) 12.10 m. •. Cellar Deck. EL. (+). 8.55 m. c. Orientasi Platform N. 1. 2. 17.02m A Y X B 17.02m. 17.41m. 10.5m. Gambar IV. 1 Orientasi struktur.. 73.

d. Data Lingkungan Untuk analisis fatigue, beban lingkungan yang diperhitungkan hanya akibat gelombang saja. Data gelombang yang ada berupa scatter diagram sebanyak 6 arah yang dikarakterisasikan oleh tiga parameter yaitu tinggi gelombang signifikan, perioda puncak dan arah datangnya. 2 arah gelombang lainnya tidak memiliki kejadian gelombang. Informasi lengkap mengenai data gelombang ini disajikan pada bagian Lampiran A. e. Marine Growth Marine Growth diaplikasikan pada seluruh member di bawah MLW dengan massa jenis 1400 kg/m3. Secara lebih rinci Marine Growth yang diaplikasikan pada platform ini ditunjukkan dalam Tabel IV.1. Tabel IV. 1 Marine growth Water Depth. Marine Growth Thickness (mm). MHW to EL. (-) 15m. 100. EL. (-) 15m to EL. (-) 30m. 50. EL. (-) 30m to EL. (-) 50m. 25. EL. (-) 50m to Mudline. 0. f. Koefisien drag dan inersia Nilai koefisien Cd dan Cm diambil berdasarkan rekomendasi API RP2A untuk analisis fatigue. Tabel IV. 2 Koefisien drag dan inersia API RP2A Condition PSI - superelement for fatigue. 74. CD. CM. 0.50 (smooth). 2.00 (smooth). 0.80 (rough). 2.00 (rough).

IV.3. Pemodelan dan Beban. Pada studi kasus ini, struktur dimodelkan secara tiga dimensi dengan bantuan modul interaktif precede pada software SACS. Komponen utama struktur yang dimodelkan meliputi topside, jacket, boatlanding, dan riser. Pada pemodelan beban struktur studi kasus digunakan dua cara berdasarkan jenis beban yang bekerja. Untuk kategori beban fungsional (beban peralatan, beban hidup, kelengkapan dek, dll), beban diaplikasikan langsung pada model struktur. Sedangkan untuk kategori beban lingkungan, beban diatur oleh modul seastate yang terdapat pada software SACS. Tampilan model struktur (hanya menampilkan bagian jacket-nya saja) dapat dilihat pada gambar berikut ini. Untuk bagian lengkap model ditunjukkan dalam Lampiran B.. Gambar IV. 2 Model struktur studi kasus (bagian jacket).. 75.

IV.4. Analisis Fatigue Spektral dalam Software SACS. IV.4.1 Analisis Stuktur (Inplace Statik dan Analisis Fatigue). Pada sub bab ini akan dijelaskan secara singkat terkait dengan analisis struktur anjungan lepas pantai tipe jacket pada software SACS. Ada beberapa analisis struktur yang harus dilakukan terhadap anjungan lepas pantai tipe jacket, diantaranya analisa inplace-statik dan fatigue. Terdapat perbedaan diantara keduanya.. Analisis inplace statik merupakan analisis yang dilakukan terhadap platform ketika platform sudah berada di lokasi operasionalnya. Platform akan dianalisis sebagai sebuah struktur lengkap, terhadap berbagai kondisi pembebanan. Beban yang dipertimbangkan dalam analisis in-place ini dapat dibagi menjadi dua, yaitu beban dasar dan beban kombinasi. Beban dasar meliputi berat struktur di udara, buoyancy, peralatan, kelengkapan deck, crane, angin, gelombang, dan arus. Selain beban-beban diatas, penting juga untuk memperhatikan pengaruh dari marine growth. Pada analisa inplace statik yang menjadi tinjauan adalah kekuatan (strength) struktur akibat gaya axial, shear, maupun bending yang ditimbulkan beban di atas. Di samping itu analisa inplace statik mempertimbangkan joint punching shear. Adapun hasil analisa inplace statik ditekankan pada kelayakan rasio tegangan member (unity check), joint puching shear check, dan faktor keamanan (safety factor) pile.. Sedangkan pada analisa fatigue yang menjadi objek tinjauan lebih ditekankan pada struktur yang mengalami beban siklis. Umumnya bagian strktur yang ditinjau adalah sambungan, karena pada sambungan terdapat perubahan geometri elemen struktur dan adanya daerah inhomogenitas material, misalnya adanya retakan mikro (micro crack) akibat pengelasan antar member. Karakteristik sambungan inilah yang rawan terhadap beban siklis meskipun di bawah level beban yang menyebakan kegagalan pada analisa inplace statik. Hasil analisa fatigue ditekankan pada damage dan fatigue life yang merupakan parameter yang 76.

dipengaruhi oleh jumlah siklis beban yang terjadi dan jumlah siklus beban yang menyebabkan kegagalan.. Bila suatu platform lama diinspeksi dan akan dinilai kelayakannya, maka kapasitas platform tersebut harus layak tidak hanya berdasarkan analisis inplace statik tapi juga harus layak berdasarkan analisis fatigue. Bila pada hasil analisis inplace statik tidak layak/kritis maka perlu penanganan tertentu, misalnya strengthening pada bagian yang kritis. Sedangkan bila hasil analisis fatigue menunjukkan hasil yang kritis maka perlu dilakukan perbaikan pada sambungan misalnya pengelasan sambungan kritis, sehingga mengurangi/menghilangkan retak kritis. Penanganan ini dilakukan sesuai dengan hasil analisis struktur platform tersebut dengan mengacu data inspeksi.. Pada tesis ini lebih ditekankan pada tinjauan analisis fatigue yang melandasi analisis indeks kehandalan fatigue dan remaining life berdasarkan metode fracture mechanics. Analisis fatigue menggunakan software SACS dengan analisis fatigue spektral. Adapun prosedur umum dalam analisis fatigue spektral software SACS dapat dilihat pada flow chart berikut ini.. 77.

Gambar IV. 3 Prosedur analisis fatigue spektral software SACS.. 78.

IV.4.2 Linierisasi Pondasi (Modul PSI/Pile Soil Interaction). Tujuan dari langkah ini adalah mendapatkan properti kekakuan tanah dan menyederhanakan model struktur fondasi. Input langkah ini adalah model struktur studi kasus dan data tanah yang kemudian diproses oleh software SACS melalui running PSI (Pile Soil Interaction).. Linierisasi dilakukan dengan mengaplikasikan beban gelombang berdasarkan tinggi gelombang centre of damage pada seluruh pile head struktur. Gelombang ini dianggap memberikan kontribusi yang signifikan dalam kerusakan fatigue. Beban gelombang centre of damage tersebut dikombinasikan dengan beban fungsional yang bekerja pada struktur dan diaplikasikan pada masing-masing arah X dan Y (arah ortogonal). Tinggi gelombang centre of damage adalah sebagai berikut:. Hd. = 1.64 m. Td. = 4.94 detik. Hasil dari linierisasi pondasi adalah matrik kekakuan tiga dimensi. Berikut ini adalah contoh matriks kekakuan pondasi ekivalen untuk pilehead 101P hasil running PSI.. Arah diagonal. Gambar IV. 4 Matrik kekakuan pilehead 101P. Terlihat pada matriks kekakuan pada Gambar IV.4 simetris pada arah diagonal matrik tersebut. 79.

IV.4.3 Analisis Dinamika Struktur. Tujuan langkah ini untuk mendapatkan karakteristik penting dinamika struktur diantaranya natural period, matrik massa, dan modes shape. Modul dynpac software SACS melakukan analisis dinamik ini.. Modul dynpac dapat mengkalkulasi secara otomatis massa struktur untuk elemen yang dimodelkan. Pada keseluruhan analisis dinamik ini, program seastate akan terus diaktifkan untuk mensimulasikan konsep massa tambah (added mass) dan massa fluida yang terperangkap dalam elemen tubular. Hasil perhitungan massa dalam analisis dinamik ini diperlihatkan pada Gambar IV.5 berikut. Gambar IV. 5 Hasil perhitungan massa.. Salah satu yang menarik untuk diperhatikan dalam Gambar IV.5. adalah massa tambahan (added mass). Massa tambahan dari submerge members sebagai akibat pergerakan relatif struktur terhadap fluida (dalam arah X dan Y) memberikan kontribusi signifikan terhadap massa total yaitu 21.07% dari 60348.989 KN.. Hasil analisis dinamik yang lain ditunjukkan dalam Gambar IV.6 yang menampilkan karakteristik 25 modes free vibration dan periode naturalnya.. 80.

Gambar IV. 6 Hasil analisis dinamika struktur.. IV.4.4 Analisis Respon Gelombang. Tujuan dari analisis ini adalah menghitung respon dinamik struktur anjungan lepas pantai akibat beban gelombang. Lebih spesifik, pada analisis spektral fatigue, analisis wave response digunakan untuk mendapatkan global transfer function dan juga untuk membangkitkan gaya pada pembentukan fungsi transfer range tegangan.. 81.

Fungsi transfer global yang terdiri dari fungsi transfer base shear dan overturning moment. Pada proses pembentukan kedua fungsi transfer tersebut dibutuhkan informasi mengenai data gelombang dan data hidrodinamik lainnya. Informasi tersebut disimpan dalam modul seastate pada software SACS.. Perhitungan fungsi transfer dengan menggunakan data pada seastate secara garis besar diuraikan sebagai berikut: 1. Setiap nilai pada grafik fungsi transfer overturning moment dan base shear didapatkan dengan memberikan gelombang airy pada seastate yang mempunyai frekuensi dan steepness konstan (dalam studi kasus ini 1:22) serta dengan arah tertentu. Untuk satu siklus perioda gelombang akan dilakukan step through crest position sebanyak 18 kali. Sebagai ilustrasi penjelasan ini ditunjukkan informasi studi kasus untuk gelombang arah 1350 sebagaimana diperlihatkan dalam Gambar IV.7.. Gambar IV. 7 Parameter penentuan fungsi transfer base shear dan overturning moment untuk gelombang arah 1350.. 82.

Dari langkah ini didapatkan nilai overturning moment dan base shear-nya sebagaimana ditunjukkan dalam Gambar IV.8.. Gambar IV. 8 Nilai overturning moment dan base shear hasil dari gelombang arah 1350. 2. Untuk nilai maksimum overturning moment dan base shear pada langkah 1 selanjutnya dibagi dengan amplitudo gelombang dan menjadi satu titik pada grafik hubungan antara perioda gelombang dengan fungsi transfer overturning moment atau base shear. Sebagai ilustrasi dicontohkan satu nilai maks fungsi transfer overturning moment atau base shear untuk arah gelombang 135 dan kemudian nilai maksimumnya dibagi dengan amplitudo gelombang, sebagaimana ditunjukkan dalam perhitungan berikut:. 83.

MAXIMUM MOMENT AT TIME PHASE MAXIMUM SHEAR AT TIME PHASE. 13484.02 3.8889 280 213.06 3.8889 280. Tinggi Gelombang Amplitudo Nilai transfer function - overturning moment - base shear. KN-M SECS DEGREES KN SECS DEGREES. 1.77 M 0.885 M 15236.18 KN-M/M 240.75 KN/M. Untuk semua nilai maksimum hasil langkah 1 dan 2 dapat diplot nilai transfer function overturning moment dan base shear-nya (untuk arah gelombang 135) sebagaimana ditunjukkan dalam Gambar IV.9 dan IV.10.. Gambar IV. 9 Fungsi transfer base shear untuk arah 1350. 84.

Gambar IV. 10 Fungsi overturning moment untuk arah 1350. IV.4.5 Analisis Fatigue Tujuan dari analisis ini adalah untuk mendapatkan fatigue life untuk setiap sambungan pada struktur jacket. Beberapa kriteria dan parameter penting yang digunakan dalam analisis kerusakan fatigue pada studi kasus ini meliputi: •. Struktur digunakan untuk masa layan 25 tahun. Analisis fatigue menggunakan safety factor 2, sehingga umur fatigue minimum adalah 50 tahun.. •. Perhitungan kerusakan fatigue berdasarkan kurva S-N API “X” Prime Curve With Thickness Correction.. •. Faktor konsentrasi tegangan pada sambungan akan dihitung berdasarkan persamaan empiris Efthymiou.. •. Spektrum energi gelombang yang digunakan adalah spektrum gelombang Jonswap dengan parameter gamma, γ =1.0. Untuk analisis kerusakan fatigue ini dilakukan dengan modul fatigue damage pada software SACS. Pada analisis fatigue spektral, hubungan antara range tegangan dengan tinggi gelombang sebagai fungsi dari frekuensi dinyatakan oleh 85.

suatu fungsi transfer. Range tegangan yang dimaksud adalah range tegangan akibat beban gelombang siklis yang dipilih pada analisis wave response, yaitu untuk tiap arah dengan steepness konstan.. Berdasarkan persamaan SCF yang dipilih, maka range tegangan hot spot di lokasi tertentu pada suatu komponen sambungan dapat ditentukan berdasarkan range tegangan nominal. Sedangkan penentuan transfer function range tegangan hot spot di lokasi tersebut diperoleh dengan membagi range tegangan hot spot oleh tinggi gelombang yang menyebabkannya. Untuk setiap komponen sambungan, transfer function ditentukan di delapan titik dengan interval antar titik sebesar 45 deg. Kedelapan titik pada sambungan dapat dilihat pada gambar berikut ini.. Keterangan gambar: T. = Top. TL. = Top Left. TR. = Top Right. L. = Left. R. = Right. BL. = Bottom Left. Gambar IV. 11 Diskritisasi penampang tubular pada analisis fatigue.. Tahap selanjutnya adalah penentuan spektrum respons tegangan hot-spot di suatu titik yang merupakan hasil perkalian anatara spektrum energi gelombang dengan kuadrat fungsi transfer tegangan hot-spot. Bentuk persamaan ini dapat dituliskan sebagai berikut :. S σ ( f ) = H ( f ) Sη ( f ) 2. (IV. 1). dimana:. Sη ( f ). = spektrum gelombang teoritis. Sσ ( f ). = spektrum respon range tegangan hot-spot 86.

H(f ). = fungsi transfer range tegangan hot-spot. Total kerusakan akibat satu sea states ditentukan melalui persamaan berikut ini: D=. N 2 σ RMS. ∫. ∞. 0. ⎧ s2 ⎫ exp ⎨− ⎬ ds 2 NF ( S ) ⎩ 2 × σ RMS ⎭ s. (IV. 2). dimana: = range tegangan hot-spot. s. N F ( S ) = jumlah siklus tegangan yang menyebabkan kegagalan (didapatkan dari. kurva S-N yang dipilih). σ RMS ,i N=. ∫. =. ∞. 0. H 2 ( f ) × Si ( f ) df (nilai RMS dari range tegangan). aT = ekspektasi dari jumlah siklus tegangan berdasarkan spektrum selama Tz masa layan tertentu.. Total ekspektasi kerusakan untuk seluruh sea state dalam rentang waktu umur rencana merupakan jumlah kerusakan yang diakibatkan oleh masing-masing sea. state. Ekspektasi umur fatigue ditentukan dengan membagi umur rencana dengan total ekspektasi kerusakan. Gambar IV.12 berikut merupakan hasil analisis fatigue struktur studi kasus pada sambungan yang memiliki umur fatigue di bawah yang disyaratkan.. 87.

Gambar IV. 12 Hasil analisis fatigue.. IV.5. Analisis Indeks Kehandalan Komponen Sambungan. IV.5.1 Pemilihan Sambungan Kritis Komponen sambungan yang akan ditentukan kurva indeks kehandalannya adalah komponen sambungan dengan umur fatigue yang tidak memenuhi umur rencana, yaitu selama 50 tahun. Disamping itu juga akan ditentukan kurva indeks kehandalan dari beberapa komponen sambungan utama yang memiliki umur. fatigue paling minimum... Berdasarkan hasil analisis fatigue spektral, terdapat sambungan dengan umur. fatigue di bawah 50 tahun, yaitu sambungan 1584 pada chord member 1584-1513 dengan umur fatigue 7.199 tahun dan sambungan 1584 pada brace member 15841583 dengan umur fatigue 13.395 tahun. Sambungan-sambungan ini dianggap sebagai sambungan kritis dan dijadikan sebagai bahan analisis kehandalan fatigue.. 88.

IV.5.2 Formulasi Fungsi Performansi Persamaan fungsi performansi akhir analisis kehandalan spektral fatigue untuk suatu komponen sambungan dapat dituliskan kembali sebagai berikut:. ⎛ 1 1 ⎞ g ( x) = ln ( A ) − m ln (Y ) + ln ⎜ m / 2 − 1 − m / 2 − 1 ⎟ − ln ( C ) − m ln ( SCF ) ai ⎝ a0 ⎠ − 2 ln (T ) − ln ( B ) − ln ( DF ) dimana ⎞ ⎛ 1 ⎟⎟ A = ⎜⎜ m / 2 ⎝ π (m / 2 − 1) ⎠. B=. ( 2 ) Γ⎛⎜1 + m2 ⎞⎟ m. ⎝. ⎠. ao. = kedalaman retak awal (mm). ai. = kedalaman retak kritis (mm) diambil sama dengan tebal penampang.. Y. = faktor koreksi intensitas tegangan akibat jenis geometri retak, kondisi permukaan, prilaku beban dsb.. C dan m = parameter penjalaran retak. SCF. = faktor konsentrasi tegangan. T. = umur layan. DF. = akumulasi kerusakan fatigue hasil analisis spektral. IV.5.3 Properti Variabel Acak Analisis Kehandalan Fatigue. Tabel IV. 3 Properti parameter model stokastik reliabilitas fatigue. Variabel. Distribusi. Mean. COV. Referensi. SCF m C ao Y. Log Normal tetap Log Normal. 2.5 3.23 1E-11. 0.15. Log Normal. 1. 0.1. (19) (20) (21) asumsi (19). 89. 0.4.

IV.5.4 Perhitungan Kurva Indeks Kehandalan. Tahap selanjutnya adalah perhitungan nilai indeks kehandalan β tiap komponen sambungan yang dipilih berdasarkan fungsi performansi akhir kehandalan fatigue, parameter stokastik yang telah diketahui, dan parameter yang diperoleh dari perhitungan fatigue spektral yang terdapat pada sambungan kritis yaitu sambungan 1584 pada chord member 1584-1513 yang mengalami kerusakan 6.94515 (pada posisi left) dengan umur fatigue 7.199 tahun dan sambungan 1584 pada brace member 1584-1583 yang mengalami kerusakan 3.81459 (pada posisi left) dengan umur fatigue 13.395 tahun.. Salah satu parameter stokastik yaitu retak awal (crack initiation) diasumsikan diperoleh dari hasil inspeksi sebagaimana ditunjukkan dalam Tabel IV.4. Tabel IV. 4 Retak awal hasil inspeksi (asumsi). Hasil Inspeksi Ukuran Ukuran Ukuran Ukuran Ukuran Ukuran Ukuran Ukuran. Retak Retak Retak Retak Retak Retak Retak Retak. 1 2 3 4 5 6 7 8. Distribusi Log Log Log Log Log Log Log Log. Normal Normal Normal Normal Normal Normal Normal Normal. Mean (mm). COV. 0.01 0.02 0.05 0.1 0.2 0.5 1 2. 1 1 1 1 1 1 0.5 0.5. Perhitungan rinci indeks kehandalan fatigue berdasarkan data-data inspeksi untuk kedua member di atas diperlihatkan pada Lampiran C. Sebagai ilustrasi lebih mudah hasil perhitungan ditunjukkan dalam kurva indeks kehandalan yang menggambarkan hubungan antara indeks kehandalan dan tahun layan. Kurva tersebut ditunjukkan dalam Gambar IV.13 (sambungan 1584 chord) dan Gambar IV.14 (sambungan 1584 brace).. 90.

9.0. 8.0. CHORD JOINT 1584. Ukuran Retak 1 Ukuran Retak 2. Indeks Kehandalan Fatigue. Ukuran Retak 3 7.0. Ukuran Retak 4 Ukuran Retak 5 Ukuran Retak 6. 6.0. Ukuran Retak 7 Ukuran Retak 8. 5.0. 4.0. 3.0. 2.0. 1.0. 0.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25. T (Tahun). Gambar IV. 13 Kurva indeks kehandalan fatigue sambungan 1584 chord.. 9.0. BRACE JOINT 1584. Ukuran Retak 1 Ukuran Retak 2. 8.0. Ukuran Retak 3 Ukuran Retak 4. Indeks Kehandalan Fatigue. 7.0. Ukuran Retak 5 Ukuran Retak 6 Ukuran Retak 7 Ukuran Retak 8. 6.0. 5.0. 4.0. 3.0. 2.0. 1.0. 0.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25. T (Tahun). Gambar IV. 14 Kurva indeks kehandalan fatigue sambungan 1584 brace. 91.

Dari Gambar IV.13 dan IV.14, dapat disimpulkan 1. untuk setiap kurva indeks kehandalan menunjukkan adanya korelasi antara indeks kehandalan fatigue dan umur layan yaitu semakin bertambah umur layan stuktur semakin menurun indeks kehandalannya. 2. Pada Gambar IV.13 ditunjukkan 8 kurva indeks kehandalan yang masingmasing berdasarkan data inspeksi retak awal. Kedelapan kurva tersebut dibentuk berdasarkan parameter stokastik yang sama. Hanya parameter stokastik retak awal saja yang berbeda. Hal ini menunjukkan bahwa retak awal merupakan parameter yang sensitif. Pengaruhnya sangat signifikan terhadap nilai indeks kehandalan. Makin besar retak awal, nilai indeks kehandalannya semakin menurun. Kesimpulan ini juga berlaku pada kurva-kurva indeks kehandalan pada Gambar IV.14.. IV.6. Remaining Life. Bila dikaitkan dengan penilaian terhadap sambungan, kurva indeks kehandalan dapat digunakan untuk menilai keamanan suatu sambungan dari sisi umur sisanya (remaining life). Dalam konteks ini diperlukan parameter atau indikator yang menyatakan bahwa suatu komponen sambungan telah memenuhi kriteria keamanan yang disyaratkan. Indikator ini biasa disebut target indeks kehandalan atau indeks kehandalan minimum suatu komponen sambungan. Berdasarkan target indeks kehandalan ini, remaining life sambungan dapat ditentukan dan kemudian dikaitkan dengan umur layan yang disyaratkan. Onoufriou (1999) dalam penelitiannya telah menentukan target indeks kehandalan yang dapat dijadikan pijakan untuk menilai keamanan suatu platform dalam konteks reliabilitas, sebagaimana ditunjukkan dalam Tabel IV.5 (18).. 92.

Tabel IV. 5 Target indeks kehandalan. Konsekuensi. Target indeks. Kegagalan. kehandalan. Main leg. Sangat serius. 4.2. Elevation brace. Serius. 3.7. Skirt pile brace. Tidak serius. 3.1. Tipe sambungan. Jika target indeks kehandalan di atas diaplikasikan pada indeks kehandalan sambungan 1584 baik chord maupun brace member, maka terdapat hal yang menarik untuk diperhatikan. Berdasarkan pengamatan pada model struktur, dapat dilihat bahwa sambungan 1584 chord member dapat dikategorikan sebagai sambungan tipe elevation brace. Dengan menarik secara horizontal garis lurus dari target indeks kehandalan sebesar 3.7 ke setiap kurva indeks kehandalan, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar IV.15, maka remaining life dapat ditentukan dari titik singgung antara garis lurus tersebut dengan kurva indeks kehandalan. Hal yang sama juga dilakukan dalam penentuan remaining life sambungan 1584 brace member yang juga termasuk elevation bracing dengan target indeks kehandalan minimumnya sebesar 3.7. Tabel IV.6 menunjukkan remaining life untuk sambungan 1584.. Tabel IV. 6 Remaining life sambungan 1584. Ukuran Retak Ukuran Ukuran Ukuran Ukuran Ukuran Ukuran Ukuran Ukuran. Retak Retak Retak Retak Retak Retak Retak Retak. 1 2 3 4 5 6 7 8. Remaining Life (tahun) Chord Brace 17.00 11.00 6.21 5.00 2.69 1.59 1.65 1.04. 93. 19.00 12.50 7.00 4.68 3.00 1.79 1.85 1.24.

9. CHORD JOINT 1584 8. Indeks Kehandalan Fatigue. 7. 6. Indeks Target (3.7) Ukuran Retak 1 Ukuran Retak 2 Ukuran Retak 3 Ukuran Retak 4 Ukuran Retak 5 Ukuran Retak 6 Ukuran Retak 7 Ukuran Retak 8. 5. 4. 3. 2. 1. 0 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25. T (Tahun). Gambar IV. 15 Penentuan remaining life sambungan 1584 chord member.. 9. BRACE JOINT 1584. Indeks Kehandalan Fatigue. 8. 7. 6. Indeks Target (3.7) Ukuran Retak 1 Ukuran Retak 2 Ukuran Retak 3 Ukuran Retak 4 Ukuran Retak 5 Ukuran Retak 6 Ukuran Retak 7 Ukuran Retak 8. 5. 4. 3. 2. 1. 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25. T (Tahun). Gambar IV. 16 Penentuan remaining life sambungan 1584 brace member.. 94.

Berdasarkan Tabel IV.6 dapat disimpulkan bahwa semakin besar nilai retak awal maka remaining life sambungan semakin berkurang. Hal ini dapat dipahami karena kapasitas sambungan berkurang dengan adanya retak, sehingga remaining life juga berkurang.. Informasi remaining life pada sambungan ini dapat diambil beberapa manfaat, diantaranya: 1. sambungan dapat mendukung struktur dalam batas waktu yang ditentukan dari remaining lifenya.. 2. remaining life yang ditentukan berdasaran indeks kehandalan ini dapat dijadikan dasar interval waktu kapan inspeksi selanjutnya dilakukan. Metode inilah yang kemudian dikenal dengan istilah Reliability Based Inspection. Artinya inspeksi selanjutnya dilakukan ketika struktur telah melewati batas remaining lifenya. Dengan kata lain bila dikaitkan dengan indeks kehandalan,. maka inspeksi selanjutnya dilakukan saat indeks kehandalan mencapai batas nilai target indeks kehandalannya.. Sebagai ilustrasi lebih jauh, dapat melihat sambungan 1584 bagian chord dengan ukuran retak awal 1 yang berdistribusi log nomal dengan rata-rata 0.01 mm dan coefisien of variance 100%. Berdasarkan target indeks kehandalan 3.7 maka remaining life sambungan tersebut 17 tahun (lihat Tabel IV.6). Artinya. berdasarkan informasi ini, sambungan ini perlu dilakukan inspeksi selanjutnya pada waktu 17 tahun dari saat penilaian. Dengan kata lain, inspeksi selanjutnya dilakukan pada saat nilai indeks kehandalannya mencapai 3.7 yaitu 17 tahun kemudian setelah masa penilaian. Dalam inspeksi selanjutnya ini dapat dilakukan tindakan penanganan terhadap sambungan yang memiliki cacat. Penanganan ini dapat berupa pengelasan retak awal, sehingga retak awal dapat dihilangkan ataupun dikurangi dalam batas toleransi yang diharapkan. Dari tindakan ini kapasitas sambungan bertambah, sehingga indeks kehandalannya dan remaining life-nya juga bertambah.. 95.

Bab IV Studi Kasus dan Analisis........................................................................ 72 IV.1. Umum.................................................................................................... 72. IV.2. Deskripsi Studi Kasus ........................................................................... 72. IV.3. Pemodelan dan Beban ........................................................................... 75. IV.4. Analisis Fatigue Spektral dalam Software SACS................................. 76. IV.4.1. Analisis Stuktur (Inplace Statik dan Analisis Fatigue)................. 76. IV.4.2. Linierisasi Pondasi (Modul PSI/Pile Soil Interaction) ................. 79. IV.4.3. Analisis Dinamika Struktur........................................................... 80. IV.4.4. Analisis Respon Gelombang ......................................................... 81. IV.4.5. Analisis Fatigue............................................................................. 85. IV.5. Analisis Indeks Kehandalan Komponen Sambungan ........................... 88. IV.5.1. Pemilihan Sambungan Kritis ........................................................ 88. IV.5.2. Formulasi Fungsi Performansi ...................................................... 89. IV.5.3. Properti Variabel Acak Analisis Kehandalan Fatigue .................. 89. IV.5.4. Perhitungan Kurva Indeks Kehandalan......................................... 90. IV.6. Remaining Life ...................................................................................... 92. Gambar IV. 1 Orientasi struktur........................................................................... 73 Gambar IV. 2 Model struktur studi kasus (bagian jacket). .................................. 75 Gambar IV. 3 Prosedur analisis fatigue spektral software SACS........................ 78 Gambar IV. 4 Matrik kekakuan pilehead 101P ................................................... 79 Gambar IV. 5 Hasil perhitungan massa. .............................................................. 80 Gambar IV. 6 Hasil analisis dinamika struktur.................................................... 81 Gambar IV. 7 Parameter penentuan fungsi transfer base shear dan.................... 82 Gambar IV. 8 Nilai overturning moment dan base shear .................................... 83 Gambar IV. 9 Fungsi transfer base shear untuk arah 1350 .................................. 84 Gambar IV. 10 Fungsi overturning moment untuk arah 1350 .............................. 85 Gambar IV. 11 Diskritisasi penampang tubular pada analisis fatigue. ................ 86 Gambar IV. 12 Hasil analisis fatigue. .................................................................. 88 96.

Gambar IV. 13 Kurva indeks kehandalan fatigue sambungan 1584 chord. ........ 91 Gambar IV. 14 Kurva indeks kehandalan fatigue sambungan 1584 brace.......... 91 Gambar IV. 15 Penentuan remaining life sambungan 1584 chord member. ....... 94 Gambar IV. 16 Penentuan remaining life sambungan 1584 brace member. ....... 94. Tabel IV. 1 Marine growth ................................................................................... 74 Tabel IV. 2 Koefisien drag dan inersia API RP2A ............................................. 74 Tabel IV. 3 Properti parameter model stokastik reliabilitas fatigue. ................... 89 Tabel IV. 4 Retak awal hasil inspeksi (asumsi). .................................................. 90 Tabel IV. 5 Target indeks kehandalan. ................................................................ 93 Tabel IV. 6 Remaining life sambungan 1584....................................................... 93. 97.