PRESENTASI TUGAS AKHIR

MO. 091336

Oleh:

Ardian Krisna Novanda

4307.100.009

Dosen Pembimbing:

Dr. Ir. Handayanu, M.Sc

Prof. Daniel M. Rosyid, Ph.D

LATAR BELAKANG MASALAH

• Proses lifting dilakukan untuk memindahkantopside module dari yard ke barge.

• Gaya angin menyebabkan gerakan (motion) pada module deck pada proses lifting.

• Kecepatan pengangkatan pada prosestersebut juga berpengaruh terhadap motion yang terjadi.

• Diperlukan analisa dengan pendekatandinamik untuk mengetahui kekuatan struktursecara lebih mendalam.

• About Lifting : Hook Point, Padeye, Shackle

PERUMUSAN MASALAHa. Bagaimana kekuatan topside platform struktur

ketika diangkat dengan sudut hook point 60ºterhadap horisontal.

b. Bagaimana respon dinamis topside platformstruktur akibat motion yang disebabkan oleh gayaangin dan kecepatan pengangkatan crane.

c. Bagaimana resiko terhadap peluang-peluangterjadinya kegagalan pengangkatan topsideplatform struktur.

TUJUANa. Mengetahui kekuatan topside platform struktur

ketika diangkat dengan sudut hook point 60ºterhadap horisontal.

b. Mengetahui respon dinamis topside platformstruktur akibat motion yang disebabkan oleh gayaangin dan kecepatan pengangkatan crane.

c. Mengetahui resiko terhadap peluang-peluangterjadinya kegagalan pengangkatan topsideplatform struktur.

BATASAN MASALAH• Analisa dilakukan terbatas terhadap beban

struktur itu sendiri, beban peralatan yang ada diatas deck, dan juga terhadap motion akibat angindan kecepatan pengangkatan modul deck.

• Analisa dilakukan pada lifting module deck, sementara desain padeye, shackle, dan slingdilakukan kemudian secara manual.

• Analisa yang dilakukan pada deck hanya meliputimotion pada deck, tanpa memperhatikan motion pada vessel dan barge.

BATASAN MASALAH• Boom crane dianggap sebagai struktur yang rigid.• Permodelan dan analisa software hanya

dilakukan pada lifting structure tanpapermodelan dan analsia software untuk padeye, sling, dan shackle.

• Pembebanan dinamik menggunakan data time history daerah Gresik dengan rentang waktu duajam dan diasumsikan terjadi gust dua kali padamenit ke lima belas dan menit ke delapan puluh.

• Software yang digunakan dalam pemodelan dananalisa struktur adalah SACS 5.2 dan Minitab 16.

METODOLOGI PENELITIAN

FLOWCHART

Start

Pengumpulan Data- Desain deck-Ukuran frame deck

-Data pembebanantopside

-Komponen lifting

Perhitungan- Berat struktur-Beban angkat-Posisi COG

A

METODOLOGI PENELITIAN

FLOWCHART

Pemodelan dengan SACS- Struktur deck-Lifting process

Analisa-Kekuatan struktur deck-Lifting process

Analisa Kekuatan Padeye dan pemilihan Sling serta Shackle

A

Analisa Dinamik Lifting Process-Time history wind load analysis-Sling force analysis

BC

METODOLOGI PENELITIAN

FLOWCHART

Validasi :

Pemodelan, Member stress check, dengan

standard AISC

Analisa Kegagalan Lifting Process-Analisa Resiko

BC

Finish

PERMODELAN

ANALISA DAN PEMBAHASAN

Hasil Permodelan Static LiftingKoordinat COG struktur

Koordinat Hook Point

COG X Y Z

Deck Lifting 2.86 ft -0.20 ft 34.02 ft

Sling Hook Point X Y Z

Deck Lifting 2.86 ft -0.20 ft 105.72 ft

Hook point

Hasil Permodelan Static Lifting

Sling and Shackle Selection

Desain Padeye pada Analisa Statis

Sling Shackle (Crosby Shackle)

Dimensi Diameter tali sling 2.50”dengan level beban mak-simal 302 ton.

Diameter Pin : 5.25 in.Lebar Jaw : 7.28 in.Kedalaman Jaw : 23.62 in.

dp (Pin Diameter) = 5.25 in

dhmin (Pin Hole Diameter)

= 5.25 + 1/8 in= 5.375 in

dH (used Pin Hole Diameter) = 5.4 In

rH (Pin Hole Radius) = 2.7 in

tM (Main Plate Thickness) = 2.5 in

tC (Cheek Plate Thickness) = 2 in

Hasil Permodelan Static Lifting

Dari pemodelan static lifting, terdapat beberapa member yang gagal ketika diangkat. Solusi yang dilakukan terhadapmember ini adalah pemberian box plate sebagaipenegarnya.

NomorMember

Member Group Max. UC UC Member

With Box Plate

7039-11461146-11457037-7039

MDBMDBMDB

1.351.331.13

0.7370.7290.601

Input Analisa Dinamik (modulForced Response SACS 5.2)

Input Member Stress Check

HASIL ANALISA DINAMIKa. Analisa dilakukan dengan empat tahap. Tiga tahap pertama

adalah analisa dinamik, sedangkan satu analisa terakhirbertujuan untuk mengetahui respon tegangan pada struktur.

b. Analisa dinamik diberi tiga beban lateral berbeda. Bebanpertama adalah beban angin tanpa adanya gust, sedangkananalisa kedua dan ketiga pembebanan ditambah dengangust. Besar gust adalah 124% dari kecepatan angin. Berikutadalah beban angin selama dua jam.

No date time winddir(TN) winddir wind speed (knot) wind speed (ft/s)

1 19/11/2008 13 2.53 N 2.72 4.59

2 19/11/2008 14 0.9 N 2.8 4.73

Analisa Beban Angin TanpaGust

NomorMember

Member Group Max. UC

1028-501L1028-69881028-69396965-69666966-6977

DLBDBCDBBDBBDB

1.0260.9510.8210.7930.753

Analisa Beban Angin Dengan 1 Gust

NomorMember

Member Group Max. UC

1028-501L1028-69881028-69396965-69666982-6981

DLBDBCDBBDBBDB

1.2911.1931.0371.0210.980

Analisa Beban Angin Dengan 2 Gust

NomorMember

Member Group Max. UC

1028-501L1028-69886965-69666982-69816981-6980

DLBDBBDBBDBBDB

1.5781.4731.2861.2471.228

Analisa Tegangan Pada Sling

Tegangan pada sling yang dianalisa adalahtegangan akibat adanya kecepatan angkat daristruktur. Kecepatan angkat sebesar 0.29 ft/s.Berikut adalah hasil analisa tegangan padasling.

Energy Kinetik = Energi Regangan½ mv2 = ½ x 203.95 x 0.292 = (5827.03 x 13 x 106 x 65.286)/2 x ε2

ε = 1.86 x 10-6

E = σ = E.εσ = (13 x 106) x (1.86 x 10-6)σ = 24.18 ksi

Analisa Tegangan Pada SlingSetelah diketahui besar tegangan pada sling, makadilakukan perbandingan antara tegangan sling dengantegangan yang terjadi pada member yang berhubunganlangsung dengan sling. Tegangan yang terjadi padakeempat member tersebut adalah 177.1 ksi.σsling / σmember = (4 x 24.18) / 177.01

= 0.55

Jadi perbandingan atau rasio dari tegangan yang terjadiakibat kecepatan angkat crane adalah 0.55. Rasio iniyang akan dijadikan dasar untuk analisa pengaruhkecepatan angkat crane terhadap struktur. Pengaruh inidimodelkan dengan memodifikasi gaya gravitasi pada beratjenis baja beam.

Analisa Pengaruh KecepatanAngkat Crane

Setelah melakukan modifikasi untuk berat jenisbaja, maka struktur kembali dianalisamenggunakan bantuan software SACS 5.2. Berikutadalah hasil analisa dari modifikasi terebut.

NomorMember

Member Group Max. UC

1028-69886925-10271031-60241028-501L1031-6002

BDBCDBMDBDL

MDG

0.920.700.700.630.52

0.260.240.220.200.180.160.140.12

99

95

90

80

7060504030

20

10

5

1

yield stress

Perc

ent

Goodness of Fit Test

AD = 0.190 P-Value = 0.630

Probability Plot for yield stress

After Box-Cox transformation (lambda = -0.45)

Normal - 95% CI

Analisa Resiko

Analisa Resiko Pada Modul DeckPersamaan Moda Kegagalan:

MK = σyield – 23.1 ksi

Variabel Acak:

Yield Strength

Mean

StandartDeviasi

DistribusiStatistik

42.67 ksi 7.02 Normal

Analisa Resiko

Jumlah Jam Setahun PoF Annual PoF Kategori

8640 0.0033 3.81 x 10-7 1

Analisa Resiko Pada Modul Deck

Hasil Simulasi Monte Carlo Peluang Terjadinya Kegagalan :

Tabel PoF moda kegagalan member :

RNG PoF RNG PoF1000 0.0047 6000 0.0022000 0.0028 7000 0.00353000 0.0029 8000 0.00334000 0.002 9000 0.00335000 0.0029 10000 0.0033

0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000

Pof

Pof

Analisa Resiko

Analisa Resiko Pada SlingPersamaan Moda Kegagalan:

Variabel Acak Panjang Sling:

Member Group L Mean StandartDeviasi

Distribusi Statistik

SL1 65.163

64.34 1.029 NormalSL1 65.286SL1 63.383SL1 63.509

86420-2-4-6-8

99

95

90

80

7060504030

20

10

5

1

L (sling)

Perc

ent

Goodness of Fit Test

AD = 0.154 P-Value = 0.874

Probability Plot for L (sling)

After Johnson transformation

Normal - 95% CI

Analisa Resiko

Analisa Resiko Pada SlingPersamaan Moda Kegagalan:

Variabel Acak Panjang Sling:

Crane v (ft/s) Mean Standart Deviasi

Distribusi Statistik

Goliath0.11

0.327 0.237 Normal 0.290.58

3210-1-2-3-4-5-6

99

95

90

80

7060504030

20

10

5

1

V crane

Perc

ent

Goodness of Fit Test

AD = 0.200 P-Value = 0.584

Probability Plot for V crane

After Box-Cox transformation (lambda = 0)

Normal - 95% CI

Analisa ResikoAnalisa Resiko Pada Sling

Hasil Simulasi Monte Carlo Peluang Terjadinya Kegagalan :

Tabel PoF moda kegagalan member :

RNG PoF RNG PoF1000 0.0047 6000 0.0022000 0.0028 7000 0.00353000 0.0029 8000 0.00334000 0.002 9000 0.00335000 0.0029 10000 0.0033

Jumlah Jam Setahun PoF Annual PoF Kategori8640 0.401 4.64 x 10-5 1

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

1

1000 2000 3000 4000 5000

pof

pof

Matriks ResikoBerdasarkan informasi dari PT. PAL, operasi liftingdilakukan oleh 3 orang operator crane dan juga 2orang yang mengawasi dari bawah sehingga resikoterjadinya cedera (injury) dalam operasi kecil.Data tersebut dijadikan acuan dalam penelitian iniuntuk menentukan kategori konsekuesi.

PoF Ranking A B C D E

5 YELLOW RED RED RED RED

4 YELLOW YELLOW RED RED RED

3 GREEN YELLOW YELLOW RED RED

2 GREEN GREEN YELLOW YELLOW RED

1 GREEN GREENGREEN

(member and sling)

YELLOW YELLOW

CoF Type of Safety No injury Minor injury

Absence < 2 daysMajor injury

Absence > 2 days Single Fatality Multiple Fatalities

CoF Ranking A B C D E

KESIMPULAN1. Kekuatan topside module dengan sudut kemiringan sling

60° terhadap horizontal mempunyai tegangan yang cukup

besar. Hal ini ditunjukkan dengan besarnya teganganyang terjadi pada member, sehingga UC ratio mencapai1,35. Besar tegangan ini bisa dikarenakan adanyadynamic load factor sebesar 2 untuk memodelkan bebanyang tak dimasukkan pada analisa statis.

2. Analisa dinamik pada proses lifting yang menggunakanbeban lateral berupa beban angin selama dua jam dangust menimbulkan respon dinamis yang cukup besar. Padasetiap perubahan kecepatan angin, displacement yangterjadi cukup besar. Hal ini berpengaruh pada teganganyang terjadi. Besar tegangan itu ditunjukkan puladengan besar UC ratio yang terjadi. UC ratio yangterbesar bernilai 1.58. Sementara itu, kecepatan angkatcrane sebesar 0.28 ft/s menimbulkan tegangan pada slingsebesar 24.57 ksi.

3. Resiko dalam operasi lifting dengan analisa iniberada pada level Low Risk mengingat personel yangterlibat dalam operasi lifting tidak mengalami halyang fatal. Peluang kegagalan dalam analisa operasiini adalah 3.81 x 10-7 dan sebesar 4.64 x 10-5. Dalamtugas akhir ini, analisa resiko tidak dilanjutkandengan tindakan mitigasi, karena operasi liftingtidak dilakukan pada rentang waktu operasi yang lamaatau menahun sehingga tidak perlu adanya kegiataninspeksi.

KESIMPULAN

SARAN1.Pada analisa selanjutnya perlu

dilakukan analisa dinamik ketikastruktur diangkat dari barge menuju keatas kaki jacket yang telah di-install. Analisa floating jika dilakukan akansemakin melengkapi variasi analisadinamik pada proses operasi lifting.

2.Analisa pada jacket dan boatlandingperlu juga dilakukan dengan pendekatandinamik dan berbasis resiko mengingatmaterial penyusunnya berbeda.

DAFTAR PUSTAKAAISC ASD. American Institute of Steel Construction, Specification for

Structural Steel Building – Allowable Stress Design and Plastic Design.

API RP 2A WSD 21th Edition. 2005. Recommended Practice for Planning, Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms. American Petroleum Institute. Washington.

Craig, Roy R. 1981. Structural Dynamics, An Introduction to Computer Methods. John Wiley & Sons. New York.

Dawson, Thomas H. 1983. Offshore Structural Engineering. Prentice-Hall. Inc.. Englewood Cliffs. New Jersey.

DNV Pt2 Ch5-Lifting. 1996. Marine Operation. Det Norske Veritas. Norway.

DNV RP-G101. 2010. Risk Based Inspection Of Offshore Topsides Static Mechanical Equipment. Det Norske Veritas. Norway.

HANNES CCISCO Supply. 2002. Wire Rope. USA.

Popov, Egor P. 1983. Mechanics of Materials. Prentice-Hall, Inc. Engelwood Cliffs. New Jersey.

Ramadhani, Luthfi. 2009. In House Training - Lifting Analysis.

The End of Presentation

Thank You