Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform” 2-1
Bab 2
BANGUNAN LEPAS PANTAI
2.1 Definisi Bangunan Lepas Pantai
Semakin canggihnya teknologi yang dimiliki manusia membuat manusia selalu merasa tidak puas akan keberhasilannya dan semakin sempit lapangan didaratan dan semakin tipis pula cadangan-cadangan sumber energi di daratan membuat manusia untuk melakukan expansi ke arah laut. Sehingga dibuatlah suatu bangunan/struktur yang dapat berdiri kokoh di laut, contohnya yaitu dibuatnya anjungan lepas pantai untuk melakukan kegiatan mencari minyak dan gas di laut. Lepas pantai memiliki arti yaitu suatu bagian dari lautan yang permukaan dasarnya berada di bawah pasang surut terendah atau bagian lautan yang berada di luar daerah gelombang pecah (breaker zone) ke arah laut.
Ciri-ciri bangunan lepas pantai adalah:
1. Beroperasi di daerah sekitar sumur minyak atau daerah pertambangan yang terbatas, tidak dapat beroperasi di daratan dan tidak dapat berpindah-pindah.
2. Struktur tidak dibangun langsung dilapangan tetapi komponen-komponennya dibuat di darat lalu kemudian diangkut dan dirakit langsung dilapangan.
3. Beroperasi dilapangan (dilaut) untuk perioda waktu yang lama sehingga bangunan harus mampu bertahan dalam kondisi cuaca baik maupun kondisi cuaca buruk yang mungkin terjadi selama beroperasi
Adapun klasifikasi pekerjaan pada anjungan lepas pantai yang dibagi kedalam 5 (lima) bagian, yaitu:
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform” 2-2 1. Exploration
Exploration adalah suatu kegiatan untuk mencari sumber minyak di bawah dasar laut.
Pekerjaan ini lebih banyak dilakukan oleh ahli-ahli dari bidang keahlian geologi dan geofisika. Bidang keahlian geologi dan geofisika mempelajari formasi/bentuk dari lapisan permukaan bumi berdasarkan sample yang diambil dari permukaan dengan cara pengeboran lapisan tanah dan juga mereka dapat mengetahui/memperkirakan didaerah mana saja yang terkandung cadangan minyak di perut bumi dengan cara mengukur medan gravitasi. Pengeboran dilakukan dengan bantuan sebuah kapal dengan peralatan khusus yang biasanya mampu melakukan pengeboran sampai kedalaman 4000 ft (1200 m) pada kondisi tinggi gelombang 30 ft (9 m).
2. Exploratory Drilling
Setelah ditemukan daerah yang memiliki kandungan minyak lalu akan dilakukan pengeboran. Pengeboran ini dilakukan untuk memastikan ada atau tidaknya minyak terkandung didalam lapisan tanah. Pengeboran biasanya dilakukan dengan mobile drilling rig yang biasanya terpasang pada kapal khusus atau berbentuk platform yang dapat dipindah-pindahkan (movable platform). Untuk kebutuhan pengeboran tersebut, jack-up mobile rig biasanya digunakan di perairan dengan kedalaman 15 m sampai 76 m. Pengeboran di perairan dangkal dengan kedalaman kurang dari 15 m, biasanya menggunakan unit submersible yang ditarik ke lokasi pengeboran kemudian di ballast agar menumpu ke dasar laut selama pengeboran. Jack-up rig ditarik ke lokasi dalam keadaan terapung dimana kaki-kakinya diangkat keatas. Di lokasi pengeboran kaki-kakinya didongkrak ke bawah air sampai menembus dasar laut dan sampai drilling deck terangkat ke atas air. Pengeboran di perairan dengan kedalaman lebih dari 76 m biasanya menggunakan rig pengeboran terapung yang berbentuk semi-submersible atau berbentuk kapal laut.
3. Development Drilling
Pada fase ini dilakukan pengeboran di lokasi yang telah diketahui mengandung minyak sehingga kandungan minyak tersebut dapat diambil. Biasanya pengeboran dalam fase ini dilakukan dari self-contained platform, yaitu platform yang berisi drilling-rig dan peralatan-peralatan yang dibutuhkan untuk kegiatan eksplorasi, tempat akomodasi pekerja, dan dapat menampung cukup makanan dan material selama keadaan cuaca buruk. Untuk efisiensi, biasanya dibuat beberapa sumur bor pada satu lokasi (directional drilling). Pada kedalaman lebih dari 15 m, mobile drilling unit bisa digunakan untuk melakukan pengeboran kemudian jacket pelindung sumur (well-protector jacket) ditempatkan untuk melindungi pipa penyedot (riser) dari gaya- gaya lingkungan seperti angin, arus, gelombang dll. Selain dengan metode development drilling bisa juga menggunakan tender type platform atau platform berbentuk kapal.
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform” 2-3 4. Production Operations
Pekerjaan ini dilakukan setelah selesainya development drlling. Di laut dalam, peralatan produksi dan pemrosesan ditempatkan pada self contained platform yang sama yang digunakan untuk development drlling. Di laut dangkal drilling platform biasanya dijadikan well-protector platform setelah proses produksi dimulai. Suatu platform yang terpisah tetapi berdekatan dengan well protector platform dibangun untuk pemrosesan atau penempatan peralatan.
Penyimpanan minyak perlu mendapatkan perhatian utama. Umumnya setelah proses pengeboran selesai, drilling platform (jika cukup besar) dijadikan well protector platform dan platform penyimpanan. Tanki dengan kapasitas besar mampu menampung hingga 10.000 s/d 30.000 barrels.
5. Transportation
Dalam fase transportasi ini biasanya untuk laut dangkal, minyak diangkut ke darat dengan menggunakan barge atau pipa panjang. Sedangkan untuk laut dalam penyimpanan dan transportasi minyak disimpan dalam kapal tanker.
2.2 Klasifikasi Bangunan Lepas Pantai
Bangunan lepas pantai dapat diklasifikasikan dengan beberapa cara, antara lain : 1. Menurut cara operasinya (type of operations)
a. Bangunan yang digunakan untuk pengambilan minyak atau gas.
b. Bangunan yang digunakan untuk penambangan. Bangunan ini digunakan untuk mengambil bijih-bijih tambang di dasar laut.
c. Struktur yang digunakan untuk pembangkit listrik tenaga gelombang.
d. Struktur yang digunakan untuk pembangkit listrik tenaga thermal seperti OTEC.
2. Menurut bentuk konfigurasinya.
a. Struktur kendaraan (vessel type structures), struktur jenis ini biasanya adalah kapal laut yang dimodifikasi sehingga mempunyai sistem propulsi (propulsion) dan dapat berpindah tempat dengan cepat. Struktur jenis ini dipakai untuk pengoperasian di laut dalam.
b. Struktur barge, Struktur jenis ini tidak mempunyai sistem propulsi sehingga untuk memindahkannya harus ditarik dengan menggunakan kapal.
c. Struktur platform, sebagian besar dari struktur yang digunakan untuk eksplorasi atau produksi minyak di laut dangkal atau laut menengah adalah struktur dari jenis ini.
3. Menurut fungsinya
a. Bangunan eksplorasi, digunakan untuk pengeboran minyak atau gas alam.
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform” 2-4 b. Bangunan produksi, digunakan untuk pengambilan minyak atau gas alam dari
sumur minyak yang ditemukan.
c. Bangunan hibrid, digunakan untuk pengeboran maupun pengambilan minyak atau gas alam.
4. Menurut material bangunan
a. Platform baja, seluruhnya terbuat dari baja.
b. Platform beton, bagian dasar terbuat dari beton
c. Platform hibrid, gravity platform yang terdiri dari bagian dasar yang terbuat dari beton dan rangka baja. Bagian dasar tersebut menyokong deck yang terbuat dari baja.
5. Menurut Mobilitas
a. Bangunan tetap (fixed structures): digunakan pada laut dangkal dan laut menengah (intermediate water) dan dipancang ke dasar perairan.
b. Bangunan terapung (flooting structures) : dapat digunakan pada semua kedalaman laut dan terutama untuk laut dalam.
2.3 Sistem Bangunan Lepas Pantai
Sistem bangunan lepas pantai yang ada saat ini dapat dikategorikan menjadi beberapa jenis berdasarkan petimbangan-pertimbangan yang diambil oleh engineer diantaranya faktor kedalaman laut, faktor lingkungan, faktor banyaknya jumlah cadangan minyak yang tersimpan, dll. Selain pertimbangan-pertimbangan tersebut engineer juga harus memperhatikan keinginan dari owner tanpa mengurangi fungsi dari platform tersebut. Konsep struktur platform secara umum dapat dibedakan menjadi 6 (enam) sistem berdasarkan supporting structure yang digunakan yaitu:
1. Jacket atau template
Jenis struktur lepas pantai yang telah dibangun pada saat ini adalah struktur jenis jacket atau template. Jacket dikembangkan untuk operasi di laut dangkal dan laut sedang yang dasarnya tebal, lunak dan berkumpul. Setelah jacket ditempatkan di posisi yang diinginkan pile dimasukan melalui kaki bangunan dan dipancang dengan hammer sampai menembus lapisan tanah keras, kemudian dek dipasang dan di las. Gambar 2.1 dibawah adalah contoh jacket offshore structure
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform” 2-5 Gambar 2.1 Template or Jacket type offshore structure
2. Tower
Pada umumnya tower mempunyai daya apung (self-bouyant) karena jacket tidak dapat menyokong beban terlalu berat, deck dipasang dan dilas diatas tower, biasanya dibangun di perairan dengan kedalaman 160 meter.
3. Caissons
Platform kecil dengan dek kecil kebutuhan untuk operasi di laut dangkal (tidak lebih dari 60m) dengan kandungan minyak yang tidak banyak. Dalam hal ini, pile dipancang sampai kedalam yang cukup untuk menyokong dek kecil. Gambar 2.2 dibawah adalah contoh dari caissons
Gambar 2.2 Caissons
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform” 2-6 4. Concrete gravity platform
Platform jenis ini dipasang apabila tanah keras di dasar laut tidak jauh dari permukaan lumpur. Pondasi struktur dibuat berbentuk lingkaran dan terbuat dari beton. Pondasi yang berat menyokong beberapa tower yang kemudian menyokong deck baja.
Gambar 2.3 Concrete Gravity Platform
5. Steel gravity platform
Untuk kondisi tanah dasar laut yang keras sehingga sulit untuk melakukan pemancangan pile, biasanya platform tipe ini dipasang.
Gambar 2.4 Steel Gravity Platform
6. Hybrid gravity platform
Bagian dasar Platform ini terbuat dari beton yang menopang rangka baja dimana dek baja diletakan.
Lapo 7.
oran Tugas Ak Struktur tak Struktur ini laut, ringan d bekerja pad struktur ini t semisubmer
khir “Risk Base G
k tegar (Com biasanya re dan mengan da struktur in
idak besar. C rsible platform
Ga
ed Underwater Gambar 2.5
mpliant Platf latif fleksibe ndalkan siste ni maka stru Contohnya d m, TLP, dll.
ambar 2.6
r Inspection U Hybrid Gr
form) l karena bia em penambat
uktur ini aka dapat dilihat
Semisubm
Untuk Area Plat ravity Platfor
asanya meng tan yang bai an ikut berg
pada gamba
ersible Platfo
Bab 2 Ba
atform”
rm
gambang di ik. Jadi apab gerak juga k ar 2.6 dan ga
orm
angunan Lepas
atas permu bila ada gaya karena keka
ambar 2.7 ya
Pantai
2-7 kaan a luar kuan aitu :
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform” 2-8
Gambar 2.7 TLP (Tension Leg Platform)
2.4 Tahapan Pembangunan Struktur Lepas Pantai Tipe Tetap (Fixed Platform)
Tahapan-tahapan utama dalam pembangunan struktur lepas pantai adalah:
• Tahap Persiapan
a. Merencanakan kebutuhan dan kriteria operasional b. Menetapkan kriteria lingkungan
c. Studi kelayakan dan estimasi biaya d. Menyusun pembiayaan dan pendanaan
• Tahap Desain
a. Studi awal dan investigasi khusus
b. Desain dan gambar teknik (desain pondasi, struktur, dan menyiapkan gambar teknik)
c. Persiapan dokumen-dokumen yang dibutuhkan, seperti spesifikasi, kontrak, surat penawaran, dan kontrak peminjaman kapal.
• Tahap Penawaran a. Memilih penawar
b. Mengirim dan menerima penawaran
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform” 2-9 c. Evaluasi penawaran
d. Penandatanganan kontrak
• Tahap Konstruksi a. Fabrikasi di darat
b. Muatan pada alat transportasi c. Instalasi platform di lepas pantai d. Serah terima
2.5 Tahap Perencanaan Struktur Lepas Pantai
Dalam tahap perencanaan struktur lepas pantai terdapat berbagai bidang ilmu dan teknologi yang terlibat, Gambar 2.8 berikut adalah bidang-bidang yang terlibat dalam sebuah perencanaan struktur lepas pantai.
Gambar 2.8 Skema teknologi yang terlibat dalam desain bangunan lepas pantai
Tahapan dalam perencanaan struktur dapat dibagi menjadi dua bagian besar, yaitu : 1. Desain Konseptual
Pekerjaan dalam tahap desain konseptual mencakup :
a. Informasi mengenai derrick dan cargo barge yang tersedia.
b. Studi peralatan produksi, meliputi penentuan Preliminary Process Flow Diagram (PFD), informasi daftar peralatan utama, gambar lay-out fasilitas di deck, gambar piping dan instrument diagram (P&ID).
Installation Equipment
Installation Methods
Navigation Safety Instruments Wind
Wave Current
Tide
Offshore Platform
Oceanography Foundation Engineering
Structural Engineering
Marine Civil Engineering
Naval Architectur
Soil Characteristic
Vertical pile Soil characteristic
Lateral Pile Soil Characteristic
Scour
Material Selection And Corrosion Stress Analysis
Welding
Structural Analysis
Design for Fabrication &
Installation
Flotation Buoyancy Towing Launching Controlled
Flooding
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform” 2-10 c. Analisa awal pembebanan, meliputi perhitungan ukuran struktur utama,
orientasi dan lokasi platform.
d. Penyelidikan oceanografi, hidrografi, dan meteorologi.
e. Penyelidikan geofisik dan geoteknik.
f. Rute dan ukuran pipa penyalur (pipeline)
g. Perkiraan biaya dan jadwal pembangunan, meliputi capital dan operational expenses, cashflow diagram, net present value dari investasi.
h. Menyiapkan dokumen dan informasi untuk keperluan tahapan perencanaan berikutnya yang meliputi :
• Konfigurasi platform
• Parameter beban lingkungan
• Informasi kondisi lokasi (kedalaman, temperatu, karakteristik tanah, dll)
• Beban hidup dan beban mati (berat peralatan, beban operasional, dll)
• Umur operasi struktur (service life, fatigue life, dll)
• Material yang digunakan
• Design regulations, codes dan standard.
• Persyaratan perlindungan korosi (jenis anode, dll)
• Persyaratan dan permintaan owner lainnya yang akan mempengaruhi desain rinci.
2. Desain Detail
Pekerjaan dalam tahapan desain detail mencakup :
a. Analisa struktur yang meliputi semua kondisi, yaitu :
• Analisa inplace (kondisi operasi, kondisi badai/storm)
• Analisa dinamik akibat gempa ( strength dan ductility)
• Analisa kelelahan struktur (fatique)
• Analisa saat konstruksi (fabrikasi, transportasi, instalasi, termasuk pile conductor driveability)
• Analisa perlindungan korosi
• Analisa pipeline riser.
b. Gambar desain yang meliputi :
• Rencana elevasi deck
• Deck framing
• Connections (joint) and stiffeners.
• Detail las
• Detail pile dan conductor
• Padeye dan lifting
Tahapan desain struktur fixed offshore platform dapat dilihat pada Gambar 2.9
Lapo
2.6
Seti krite bang Ada anta
oran Tugas Ak Gam
6 Kri
ap banguna eria yang a gunan ini aka
beberapa k ara lain :
1. Kedalam 2. Gelomb 3. Seismik 4. Kondisi 5. Angin 6. Arus
khir “Risk Base mbar 2.9 S
iteria De
an lepas pan ada pada s
an dibangun kriteria desa
man Laut ang (tinggi, p
Tanah
ed Underwater Skema tahap
esain
ntai memiliki uatu lokasi n.
in yang mem
periode)
r Inspection U pan desain s
i kriteria des berdasarka
megang pera
Untuk Area Plat struktur fixed
sain yang b an tinjauan
anan penting
Bab 2 Ba
atform”
d offshore pla
erbeda-beda terhadap k
g dalam pem
angunan Lepas
2 atform
a sesuai de kawasan dim
mbuatan stru
Pantai
2-11 ngan mana
uktur
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform” 2-12 7. Marine Growth
8. Kapasitas desain dari deck
9. Peralatan yang akan dipasang pada deck.
Kriteria desain ini dapat dikelompokan menjadi kriteria-kriteria terntentu, yaitu kriteria operasional, kriteria lingkungan dan kriteria fabrikasi dan installasi. Dibawah ini akan dijelaskan mengenai kriteria tersebut.
2.6.1 Kriteria Operasional
Salah satu kriteria dalam mendesain suatu platform adalah penentuan fungsi platform (pengeboran, produksi, penyimpanan, materials handling, living quarters, atau kombinasinya), jumlah sumur yang akan di bor, tipe pengeboran dan material yang akan digunakan, kegiatan yang akan diselesaikan kemudian, dan keperluan-keperluan untuk kegiatan itu. Selain itu, jumlah ruang deck yang diperlukan serta jumlah deck dan jenis transportasi minyak (dengan tanker,barge atau jalur pipa) serta tempat penampungan minyak, harus ditentukan.
Sementara itu, konfigurasi platform yang dikehendaki juga harus dapat difabrikasi dengan perlengkapan pemasangan yang tersedia.
2.6.2 Kriteria Lingkungan
Tahap ini merupakan penentuan berdasarkan lingkungan dimana platform akan ditempatkan.
Meliputi gaya-gaya gelombang dan angin yang bekerja pada platform. Faktor-faktor lingkungan yang harus ditaksir sebelum gaya-gaya dapat diperkirakan adalah kedalaman air, kondisi air pasang, tinggi gelombang badai, kecepatan angin badai, dan dapat juga gempa bumi dan kondisi es.
2.6.3 Kriteria Fabrikasi dan Instalasi
Pola dan urutan penempatan komponen struktur dalam proses pembangunan, pola instalasi dan transportasi jacket, deck, dan peralatan harus menjadi bagian dari kriteria dalam perencanaan dan desain struktur.
Kriteria desain konstruksi tipe fixed platform dapat dilihat pada Gambar 2.10.
Lapo
2.7
Spe Indo
oran Tugas Ak Ga
7 Stand
sifikasi stand onesia adala
API RP 2A, Construction December 2 AISC, 9th E Institute of S AWS D1, 1- York 1988 Bagan perat
khir “Risk Base ambar 2.10
dar Spes
dar yang um h:
, 21nd Edition n Fixed Offs 2000
Edition, ‘Man Steel Constru -88, ‘ Structu
turan anjung
ed Underwater Skema krite
sifikasi
mum digunak
n (WSD), ’R shore Platfor
nual of Stee uction, AISC, ural Welding
an lepas pan
r Inspection U eria desain k
kan dalam pe
Recommende rm’, America
el Constructi , New York 1
Code – Ste
ntai di Indone
Untuk Area Plat konstruksi tip
erencanaan s
ed Practice an Petroleum
ion, Allowab 1989
el’, American
esia dapat d
Bab 2 Ba
atform”
pe fixed platfo
suatu struktu
for Planning m Institute, W
le Stress De
n Welding S
ilihat pada G
angunan Lepas
2 form
ur lepas pan
g Designing, Washington D
esign’, Ame
Society, Inc.,
Gambar 2.11
Pantai
2-13 tai di
and D.C.,
rican
New
.
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform” 2-14 Gambar 2.11 Skema peraturan anjungan lepas pantai di indonesia
2.8 Lingkup Pekerjaan Pembangunan Struktur Offshore
Secara umum lingkup pekerjaan pembangunan struktur offshore, khususnya steel fixed struktur, yang terdiri dari topside dan jacket, dapat diuraikan sebagai berikut:
1. Lingkup pekerjaan Topside:
a. Engineering, meliputi:
• Basic desain
• Detail Drawing
• Shop Drawing
b. Procurement, yang meliputi:
• Equipment & machineries
• Electrical material & Instruments
• Valve, Pipe support, Anchors, Spring, etc
• Handrails, Stairways, Ladder. Etc.
• Architectural items for all deck building.
• All plumbing fixtures & material.
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform” 2-15
• Coating Materials.
c. Fabrikasi:
• Structural Steel Work
• Steel piping d. Assembli:
• Electrical work
• Instrument work
• Steel structure & piping
• Installation of Equipment & Machineries
• Interior & Insulation work.
e. Load Out & Seafastening f. Ocean Transportation g. Hook-Up & Commisioning h. Quality control & Project control 2. Lingkup pekerjaan untuk jacket:
a. Engineering, meliputi:
• Basic desain
• Detail Drawing
• Shop Drawing
b. Procurement, meliputi steel plates & tubes c. Fabrikasi, meliputi tube & steel fitting d. Assembli, seperti tubes & nodes e. Load Out & Seafastening f. Ocean Transportation g. Installation and Maintenance.
2.9 Perencanaan Struktur Anjungan Tipe Tetap ( Jacket )
Dalam sebuah struktur anjungan lepas pantai terdapat 3 komponen pada template platform baja yaitu jacket, Piles dan deck. Ketiga komponen ini dapat dilihat lebih jelas pada gambar 2.12 dibawah ini:
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform” 2-16 Gambar 2.12 Komponen template platform baja
Deck didukung pada girder, truss dan kolom. Dibawahya, Piles yang ujungnya bersambung dengan kolom deck dipancang ke bawah melalui kaki-kaki jacket ke dasar laut. Kaki jacket berpenampang bulat berdiameter besar dan dirangkai bersama sejumlah pipa tubular yang lebih kecil yang disebut braces.
Kaki jacket tidaklah vertikal,kaki ini akan semakin melebar yang disebut batter. Kaki jacket melebar untuk menyediakan landasan yang lebih luas untuk jacket pada mudline dan membantu menahan gaya lingkungan yang menyebabkan momen guling. Dibawah ini akan dijelaskan mengenai komponen template platform:
1. Piles
Piles (tiang pancang) sebagai pondasi yang dipancangkan ke dasar laut dan letaknya di dalam jacket. Tiang ini berfungsi sebagai pondasi. Seluruh gaya luar yang terjadi pada anjungan akan diteruskan ke Piles ini untuk kemudian diteruskan ke dalam tanah.
2. Jacket
Jacket ini menyangga deck dan melindungi conductor dan juga menyokong sub-struktur lainnya seperti boat landing, barge bumper dan lain-lain.
3. Deck
Deck berfungsi sebagai penunjang segala peralatan yang digunakan dalam proses operasi yang berlangsung, seperti pengeboran, peralatan produksi dan tempat tinggal di anjungan.
Biasanya deck terdiri dari beberapa tingkat sesuai dengan kebutuhan dan fungsi yang dibutuhkan, yaitu:
a. Main deck (deck utama) b. Cellar deck
c. Mezzanine deck 2.9.1 Desain Jacket
Jacket adalah tiang-tiang disekitar sumur eksplorasi yang melindungi pompa-pompa, sumur pengeboran dan lainnya dan berfungsi sebagai pelindung pile dari berbagai gaya (tumbukan
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform” 2-17 kapal yang berlabuh, dll) dan korosi. Pile berada didalam jacket dimana pile ini akan ditancapkan kedalam tanah berdasarkan jacket legs. Jacket dipasang mulai dari garis mudline sampai deck substruktur.
Penentuan Ukuran Kaki Jacket
Tidak ada ketentuan pasti mengenai ukuran dan kemiringan jacket. Penentuan dimensi jacket dilakukan berdasarkan pengalaman. Aturan yang yang baik adalah memperkecil luas proyeksi batang didaerah dekat permukaan air sehingga memperkecil beban lingkungan yang diterima struktur.
Ketebalan dinding jacket didisain untuk dapat menahan gaya aksial, tegangan bending (bending stress) dan deformasi. Untuk ketebalan dinding jacket biasanya dipakai ½ inchi sampai 2 ½ inchi. Ketebalan yang kurang dari ½ inchi menyebabkan masalah korosi cepat terjadi tetapi untuk ketebalan lebih dari 2 ½ inchi dapat menyebabkan kesulitan dalam fabrikasi dan sering terjadi patahan di daerah titik pengelasan antar braces.
Susunan Rangka
Kaki-kaki jacket saling dihubungkan dan diikat oleh 3 jenis pengaku (bracing) yaitu : 1. Bracing diagonal pada bidang vertikal
2. Bracing horisontal pada bidang horisontal 3. Bracing diagonal pada bidang horisontal Sistem bracing memiliki 3 fungsi:
1. Membantu memindahkan beban-beban horisontal ke pondasi 2. Memberikan kesatuan struktural selama fabrikasi dan instalasi
3. Menyokong anoda korosi dan kepala konduktor dan meneruskan gaya-gaya gelombang yang dihasilkan ke pondasi
Tipe-tipe Bentuk Braces
Braces yang berbentuk vertikal, horisontal, dan diagonal bersama kaki jacket membentuk suatu sistem kekakuan tersendiri. Sistem kekakuan ini meneruskan beban dan gaya dari platform ke pondasinya. Ada banyak macam tipe-tipe bentuk braces seperti terlihat pada Gambar 2.13.
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform” 2-18 Gambar 2.13 Bentuk umum pola brace
Tipe 1 : K-braced
a. Memiliki jumlah joint yang sedikit.
b. Tidak simetris dan tidak mempunyai sistem redundansi yang baik.
c. Biasanya digunakan di lokasi yang tidak membutuhkan kekakuan tinggi tanpa gaya seismik.
Tipe 2 dan 5 : V-braced
a. Memiliki jumlah joint yang sedikit.
b. Tidak mempunyai sistem redundansi yang baik.
c. Tidak memiliki sistem transfer beban yang baik dari satu level ke level lainnya.
d. Jarang digunakan.
Tipe 3 : N-braced
a. Tidak mempunyai sistem redundansi yang baik.
b. Kegagalan buckling pada salah satu batang tekan akan menyebabkan kegagalan pada batang lainnya dan menyebabkan keruntuhan.
c. Tidak dianjurkan untuk digunakan.
Tipe 4 : Plus X-braced
a. Memiliki bentuk simetris dengan redundansi dan daktilitas yang cukup.
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform” 2-19 b. Memiliki jumlah joint yang banyak dan bentuk cabang V pada sisi transversal akan
menyebabkan ukuran horizontal brace yang besar.
c. Paling banyak digunakan pada lokasi perairan yang tidak dalam.
Tipe 6 : X-braced
a. Memiliki kekakuan horizontal, daktilitas, dan redundansi yang tinggi.
b. Memiliki jumlah joint dan batang yang dibutuhkan lebih banyak.
c. Umum digunakan di laut dalam dan di daerah gempa yang membutuhkan kekakuan dan daktilitas tinggi untuk mengurangi perioda goyangan alami struktur.
Ukuran Brace
Gaya yang bekerja dominan pada braces berpenampang lingkaran adalah gaya aksial.
Diameter braces ditentukan sebagai berikut:
60 90
dimana:
k = koefisien panjang efektif
L = panjang
r = radius girasi penampang melintang
Koefisien panjang efektif (k) tergantung dari kondisi ujung-ujung kolom. Gambar 2.14 memperlihatkan nilai untuk koefisien panjang efektif.
Gambar 2.14 Koefisien panjang efektif (k) Perbandingan antara diameter dan ketebalan:
19 60
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform” 2-20 dengan:
D = diameter
t = ketebalan dinding
Untuk kedalaman laut (h dalam feet) mulai adakan pemeriksaan hidrostatik bila:
250
/
Bila kemiringan kaki jacket bertambah akan berpengaruh pada:
1. Beban aksial pada tiang menurun
2. Beban horizontal pada kepala tiang lebih besar 3. Luas proyeksi tiang pada horizontal bertambah 4. Gaya gelombang pada jacket bertambah 5. Kedalaman pemancangan lebih dangkal 6. Beban jacket bertambah
7. Efisiensi menurun 2.9.2 Desain Deck Penentuan Dimensi Deck
Secara fungsi, deck terbagi atas beberapa tingkat, yaitu :
1. Main deck, yang berfungsi sebagai tempat pengeboran, dan beberapa modul lainnya seperti living quarter, compressors, peralatan proses, dlll.
2. Cellar deck, yang berfungsi sebagai tempat sistem yang harus diletakkan di bagian bawah seperti pompa, christmas trees, pig launcher, welhead, dll.
3. Deck tambahan apabila diperlukan.
Penentuan konfigurasi deck mempertimbangkan kebutuhan luas, jumlah level (tingkat), layout equipment, dan lain-lain.
Deck pada level terbawah harus memadai dan aman dari puncak gelombang rencana dan harus diberikan celah udara (air gap). API RP2A merekomendasikan air gap sebesar 5 ft di atas puncak gelombang ekstrim. Selain itu juga harus diperhatikan Highest Astronomical Tide (HAT) dan storm surge dari lokasi perairan. Gelombang rencana yang digunakan adalah gelombang dengan perioda ulang 100 tahun. Berdasarkan hal-hal tersebut maka elevasi untuk deck pada level terendah adalah :
Elevasi deck terendah = HAT + 0.5 storm tide + Hmaks + air gap
Setelah diketahui elevasi deck maka selanjutnya akan dilakukan penentuan ukuran deck leg, sebagai berikut:
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform” 2-21 1. Penentuan diameter luar deck leg yang biasanya adalah sama dengan diameter luar
Pile yang direncanakan.
2. Pendekatan nilai radius girasi (r) deck leg dihitung berdasarkan asumsi untuk silinder tipis, yaitu 0.35 D. Pada perhitungan ini diasumsikan nilai buckling length factor (k) berdasarkan kondisi ujung perletakan deck leg yang berkisar antara 1.5 – 2.0, lalu dilakukan perhitungan rasio kerampingan deck leg (slenderness ratio) :
Rasio kerampingan
k = Buckling length factor (1.5 – 2.0 ) L = Panjang deck leg
r = Radius girasi deck leg
3. Perhitungan tegangan aksial yang diizinkan (allowable axial stress) Fa, dilakukan menurut standar AISC (American Institute of Steel Construction) berdasarkan rasio kerampingan.
4. Perhitungan perkiraan gaya aksial dan momen maksimum pada deck leg dilakukan berdasarkan beban konservatif dari struktur, beban peralatan, gaya angin, dan gaya gelombang.
5. Perhitungan interaction ratio dengan mengambil suatu harga ketebalan dinding deck leg awal, axial stress, dan bearing stress hingga diperoleh nilai interaction ratio lebih kecil dari 1.
Layout Equipment
Posisi, dimensi, dan berat peralatan yang akan dipasang di atas deck harus diperhatikan secara seksama sehingga dapat memberikan ruang diantara equipment. Perlu diperhatikan juga framing untuk menahan beban equipment dan ruang antara equipment. Hal ini berguna untuk mendapatkan dimensi, ruang, dan kekuatan framing deck yang akan direncanakan.
Deck Framing
Deck framing berfungsi mentransfer beban-beban dari area deck ke deck leg untuk diteruskan ke jacket lalu ke pondasi. Sistem yang biasa digunakan adalah dengan menyalurkan beban pada lantai deck yang biasanya berupa deck plate dan balok-balok utama (beams) kepada sistem rangka longitudinal yang tersusun dari elemen-elemen tubular atau balok standar.
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform” 2-22 Gambar 2.15 Skema mekanisme transfer beban
Pemilihan ukuran awal deck plate dilakukan dengan menggunakan beban merata maksimum pada deck. Pelat pada deck didesain untuk dapat menerima beban yang bekerja di atasnya, kemudian disalurkan ke balok-balok utama deck (deck beams). Dalam desain pelat harus diperhatikan kemungkinan korosi, tegangan, dan lendutan yang mungkin terjadi. Lendutan yang berlebihan harus dapat dihindari dengan mempertebal pelat atau memperpendek bentang. Untuk struktur anjungan dianjurkan ketebalan minimal pelat adalah 5/16 inch, tetapi umumnya digunakan pelat 3/8 inch.
Beban dari deck plate diteruskan ke balok utama deck. Pada umumnya balok utama dipasang pada setiap bentang yang sama. Jarak antara deck beams biasanya ditentukan oleh jarak antara wellhead.
2.9.3 Metode Konstruksi dan Instalasi
Setelah melalui tahapan desain, platform harus difabrikasi dan diinstalasi/dipasang. Sebagian besar fabrikasi dilakukan di darat/daerah pantai (construcrion yard), sedangkan tahap instalasi dilakukan di lokasi rencana struktur jacket akan ditempatkan. Komponen-komponen struktur di fabrikasi awal (prefabrication) dalam unit-unit terbesar yang dapat dipindahkan secara cepat dan ekonomis dari lokasi fabrikasi ke lokasi platform di laut. Proses konstruksi dapat berlangsung selama 4 – 12 bulan, tergantung ukuran dan kekompleksan struktur.
Penggabungan jacket dan deck dilakukan di lokasi instalasi setelah dilakukannya pemancangan Pile pada jacket.
Umumnya, jacket dibuat dengan membangun rangka pada dimensi sempitnya, terbaring mendatar di tanah. Setelah jacket dan potongan bagian-bagian deck selesai, komponen- komponen tersebut diangkut dengan barge ke lokasi dengan derek yang besar. Tahapan fabrikasi struktur jacket dapat dilihat pada gambar 2.16 dibawah ini.
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform” 2-23 Gambar 2.16 Tahapan fabrikasi struktur jacket
Setelah tahapan fabrikasi selesai, struktur dipindahkan ke atas barge untuk dibawa ke lokasi untuk diletakkan. Setelah struktur sampai pada lokasi struktur dipindahkan dari barge ke laut.
Tahapan ini disebut upending yang meliputi mengorientasi posisi jacket dari posisi horisontal menjadi posisi vertikal dengan bantuan crane. Setelah jacket berada dalam posisi vertikal, jacket kemudian diturunkan kedasar laut. Setelah sampai kedasar laut, pile akan dipancangkan kedalam tanah. Proses ini dapat dilihat melalui gambar 2.17.
Lapooran Tugas Akkhir “Risk Base Gamb
ed Underwater ar 2.17 Pr
r Inspection U rosedur Insta
Untuk Area Plat alasi Struktur
atform”
r Jacket
2 2-24
