..sedikit berbagi ilmu..

ketika ilmu begitu bermanfaat

Perhitungan Span pada Pipeline

Analisa Freespan Dinamis

Pipa bawah laut yang terkena beban hidrodinamis suatu ketika akan mengalami kelelahan, karena akibatkan beban tersebut yang bersifat siklis. Kelelahan pada struktur akan memicu terjadinya kegagalan. Tujuan dari analisa freespan dinamis adalah untuk menentukan panjang span maksimum yang diijinkan agar pipa terhindar dari respon-respon alami yang bisa menyebabkan kelelahan.

….

Vortex Induced Vibration (VIV)

Vortex adalah suatu aliran dimana fluida tersebut partikelnya berotasi pada aliran rotasinya terhadap titik pusatnya. Pelepasan vortexnya disebut dengan vortex shedding, yang mempunyai kecepatan transversal dan tangensialnya konstan dan bervariasi terhadap radiusnya (Indiyono, 1994). Akibat adanya vortex shedding ini, pipa yang dilalui aliran fluida terkena distribusi tekanan lokal. Dan akibat adanya tekanan tersebut, maka pipa akan bergetar atau berosilasi dengan frekuensi tertentu. Osilasi ini akan menyebabkan kelelahan dan dapat mengakibatkan kegagalan.

….

Osilasi pada pipa biasanya bergerak sejajar (in line) dengan arah aliran, tetapi juga bisa bergerak tegak lurus terhadap arah aliran, tergantung pada kecepatan arus dan panjang span (Boyun Guo, 2005). Berikut ini adalah pengklasifikasian jenis osilasi (Naess,1985) :

….

a. Osilasi In-Line Flow

Suatu bentangan pipa akan berosilasi searah aliran fluida apabila nilai parameter kestabilan Ks­ ­< 1,2 , serta reduced velocity (UR) berada pada rentang 1.2 dan 3.5  ( 1.2 < UR < 3.5 ). Selain itu, osilasi jenis ini tidak akan terjadi bila memenuhi syarat sebagai berikut :
G/OD >= 0.25 OD


Dimana: G adalah gap (jarak antara pipa bagian bawah dengan seabed). Angka Ks dan UR akan dijelaskan pada subbab berikutnya.
….

b. Osilasi Cross Flow

Suatu bentangan pipa akan berosilasi searah aliran fluida apabila nilai parameter kestabilan Ks­ ­< 16 , serta reduced velocity (UR) berada pada rentang 3.5 dan 10    ( 3.5 < UR < 10 ). Angka Ks dan UR akan dijelaskan pada subbab berikutnya.

…..

Frekuensi Vortex Shedding

Seperti kita ketahui sebelumnya, bahwasannya apabila aliran melewati pipa, maka aliran yang terbentuk setelah melewati pipa tidak stabil, sehingga menyebabkan pipa berosilasi. Ketika aliran melewati pipa maka akan terjadi flow separation dan terbentuk vorteks di belakang pipa. Vorteks tersebut akan menyebabkan perubahan tekanan hidrodinamis pada pipa. Frekuensi Vorteks bergantung pada kecepatan aliran dan diameter pipa. Jika frekuensi vorteks mendekati sama dengan frekuensi freespan pipa, maka akan terjadi resonansi. Hal ini dapat menimbulkan kegagalan akibat kelelahan pada pipa. Kegagalan pada struktur pipa dapat dicegah dengan menjauhkan nilai frekuensi vortx-shedding dengan frekuensi alami pipa, sehinga osilasi yang terjadi dapat diminimalkan (Benfika, 2007)

..d……..

Massa Efektif Pipa

Massa effektif pipa adalah jumlah  dari massa seluruh struktur pipa ditambah dengan massa dari kandungan/fluida yang dialirkan, serta massa tambah. Dalam Yong Bai (1981), persamaan massa efektif pipa adalah :

Me = Mstr + Mc + Ma

…..

Dimana :

Mstr : Massa stuktur pipa (termasuk lapisan), kg/m

Mc : Massa kandungan pipa, kg/m

Ma : Massa tambah

: 0.25 . π D2. ρ. Ca

….

Dimana:

Ca : Koefisien massa tambah

….

Pengaruh signifikan secara fisik dari massa tambah adalah ketika struktur mempercepat dalam melewati aliran fluida. Dibutuhkan energi untuk mempercepat, tidak hanya terhadap berat struktur pipa itu sendiri, tetapi juga terhadap massa sejumlah fluida yang bergerak.

….

Parameter Kestabilan

Dalam Boyun Guo (2005), salah satu bagian penting dalam menganalisa gerak akibat vortex adalah parameter kestabilan. Parameter ini digunakan untuk menentukan respon maksimal akibat beban hidrodinamis (Kaye, et al). Persamaannya adalah sebagai berikut :

pk

dimana :

Ks : Parameter kestabilan

Me  : Massa efektif pipa, kg/m

δs : Logaritmic decrement ( 0,125 )

ρ : density air laut, kg/m3

D : diameter luar pipa, m

….

Reduced Velocity

Dalam Bayun Guo (2005) reduced velocity adalah kecepatan dimana osilasi akibat vortex shedding terjadi. Reduced Velocity digunakan untuk penentuan pada kecepatan berapa terjadi getaran/osilasi akibat vortex shedding.


Panjang Span kritis

Sedangkan dalam Guo (2005), panjang span kritis atau panjang pipa tanpa support dimana terjadi osilasi akibat arus adalah merupakan hubungan antara frekuensi natural span pipa dan reduced velocity.

…..

Panjang Span Kritis untuk gerak cross flow adalah:

11….

Panjang span kritis untuk gerak in-flow adalah :

22….

Dimana :
Ls : panjang span kritis, m

Ce : Konstanta ujung span

Ur : Reduced Velocity, m/s

D : diameter luar pipa, m

Me : Massa efektif pipa, kg/m

February 24, 2009 - Posted by | Piping/Pipeline | , , , , , ,

9 Comments »

  1. Tulisan and isi ok semoga dapat bermanfaat bagi pembacanya.

    Thks

    Comment by sunarno | February 25, 2009 | Reply

    • Thanks pak🙂
      Gmn kbr Sime Darby pak?
      Ada lowongan kah? hehe..
      Thx udah mampir di blog sy.
      Regards,

      Vlad.

      Comment by vladvamphire | February 26, 2009 | Reply

  2. Bro Bagus skali tulisannya boleh sy copy ya?
    sebenarnya sy sdg masang pipa gas 16″ 5Km tp ada 500m diswamp area atau cenderung disungai dg arus searah & karakteritis tanah berlumpur pd river bad nya. apakah aman jk sy tanam pipa tsb pd river bad sj tanpa harus sy eksapasi dg kedalaman 1 m dr permukaan air? tp sy pasang juga concrete wieght seberat 500Kg per m spanjang 500 m..apa pipa itu kelak pd saat operasi tdk akan up lift atau expose?

    Comment by setia rosa | April 5, 2009 | Reply

  3. thx mas..

    Comment by naz | April 28, 2009 | Reply

  4. terima kasih mas

    Comment by irian | September 23, 2009 | Reply

  5. Mau tanya, adakah kalkulasi untuk memasang sanbag dalam pemasangan di free sapan pada pipeline?

    Sebagai contoh misalnya kita menemukan fre span tinggi 2 meter dan panjang 20′ , untuk memenuhi free span tersebut apakah ada aturan untuk lebar pondasi sanbag tersebut, sehingga nantinya diketahui jumlah sanbag ynag diperlukan?

    Comment by Reno | January 27, 2010 | Reply

  6. gimana cara menghitung frekuensi vortex shaddingnya?
    frekuensi Shadding itu frekuensi yang timbul akibat adanya turbulensi aliran di dalam pipa kan?

    Comment by Aris | February 15, 2010 | Reply

  7. bagus bangt blogx mas, kalo mau pesan buku gmn ya. oh ya mau bertanya free span yang diizinkan untuk pipa 42″ posisi di onshore. gas line export.

    mksh mas

    Comment by sugi | April 2, 2010 | Reply

  8. […] disadur dari: https://vladvamphire.wordpress.com/2009/02/24/perhitungan-span-pada-pipeline/ […]

    Pingback by Perhitungan Span pada Pipeline « ajietukangpipa | February 12, 2012 | Reply


Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: