NAJA HIMAWAN4306 100 093

Ir. Imam Rochani, M.Sc. Ir. Hasan Ikhwani, M.Sc.

ANALISIS PERBANDINGAN PERANCANGAN

PADA ONSHORE PIPELINE MENGGUNAKAN

MATERIAL GLASS-REINFORCED POLYMER

(GRP) DAN CARBON STEEL BERBASIS

TEKNO EKONOMIK

Pipa Carbon Steel Rendah Ketahanannya

Terhadap Korosi

Mengganti Dengan Material Lain Yang Tahan

Korosi

GRP

Bagaimanakah perbandingan nilai tegangan

pada pipa menggunakan material carbon

steel dan pipa komposit GRP ?

Apakah keuntungan dan kekurangan

penggunaan pipa GRP dibandingkan dengan

pipa carbon steel dari segi tekno

ekonominya?

Bagaimanakah pengaruh penggunaan

network planning pada instalasi pipa

carbon steel dan pipa komposit GRP?

Untuk menghitung perbandingan nilai

tegangan yang terjadi dengan menggunakan

material carbon steel dan pipa komposit

GRP.

Untuk mengetahui kelebihan dan

kekurangan penggunaan pipa GRP

dibandingkan dengan pipa carbon steel dari

segi tekno ekonominya.

Untuk menghitung efisiensi biaya dan waktu

penggunaan network planning pada

instalasi pipa carbon steel dan pipa

komposit GRP

Karakteristik

pipa carbon steel pipa komposit GRP

keuntungan dan kekurangan

Tekno Ekonomi

Code dan standard yang digunakan:

untuk pipa GRP

Code : ISO 14692 “Petroleum and natural

gas industries — Glass-reinforced

plastics (GRP) piping”

standard : API Spec 15HR “Specification

for high pressure fiberglass line pipe

and fittings”.

untuk pipa carbon steel

Code : ASME B31.8 “Gas transmission

and distribution piping system”

standard : API spec 5L “Specification for

line pipe”.

Jenis material pipa yang dianalisis yaitu pipa

komposit GRP series STAR FRP SERIES

1500 API-5L HR dan pipa seamless carbon

steel series API 5L Grade B SCH 40.

Pemodelan menggunakan software Caesar

5.1

Pipa yang dianalisa diasumsikan kondisinya

terkubur (buried), tidak dilakukan analisis

stabilitas, crossing, dan kondisi tanah

stabil.

Karena terkendala pengumpulan data harga

material pipa, tidak dilakukan analisis

investasi pipa.

Analisis Burial

Dead Load

Lateral Soil Spring

Vertical Uplift Soil Spring

Vertical Bearing Soil Spring

Analisis Tegangan

Tegangan Gabungan Pipa

Analisis Pressure Loss

Persamaan hazen-wiliams

Network Planning

Menambah Jam Lembur

Menambah Titik Awal Kerja

222 3. LhLhe

85,1

87,4

53,4

C

Q

d

xLP

Cek Tegangan Ijin

SeriesStar FRP Series 1000 API

15 HR ACT

OD 8.40 inch

Wall Thickness 0.33 inch

Specific Gravity 1.99 SG

Density 120.5 lb/ft3

Modulus

Elastisitas Hoop3.306 x 106 psi

Modulus

Elastisitas Aksial2 x 106 psi

Poisson Ratio 0.39

Tabel 1 Material Properties Pipa GRP

SeriesSeamless API 5L

Grade B SCH 40

OD 8.625 inch

Wall Thickness 0.438 inch

Specific Gravity 7.8 SG

Density 490 lb/ft3

Poisson Ratio 0.30

Specified Minimum Yield

Strength (SMYS)35.000 psi

Modulus Young (E) 30.0 x 106 psi

GRP CARBON STEEL

Jenis fluida crude oil

Density856.2

kg/m3

Laju aliran18092

BOPD

Design pressure 4.14 MPa

Operating temperature 70 0F

Max allowable operating pressure 1.79 MPa

Max allowable operating

temperature140 0F

Length 4.1 km

Average burial 1.3 m

Soil Description Sand

Density of soil(asumsi rata-

rata)

1500

Kg/m3

Friction coefficient of soil ( µ ) 0,4

Koefisien kohesif pasir 191 kPa

Sudut gesekan dalam 37 0

OPERASI TANAH

Tegangan Manual Software Error

Allowable

Stress Pipa

Carbon Steel

31502.2 Psi 31500 Psi 0.01 %

VALID

Software

Caesar 5.1

Syarat Dimensi

40.8

33.0

D

t

(VALID) 039.0D

t

t/D ≤ 0,1 (Valid)Jenis Pipa Temperature maks (0F)

Carbon Steel 700

GRP 250

Temperature

Temperature Operasi

Sebesar 140 0F

(MEMENUHI)

Perhitungan Beban dan Spring Tanah

Beban tanah ( external pressure / dead load ) diatas pipa adalah sebesar = 22.173 psi

Daya dukung / spring tanah disamping pipa ( Lateral Soil Spring ) adalah sebesar = 3.58 x 108 lb

Daya dukung / spring tanah diatas pipa ( Vertical Uplift Soil Spring) adalah sebesar = 1.43 x 108 lb

Daya dukung / spring tanah dibawah pipa ( Vertical Bearing Soil Spring ) adalah sebesar = 1.52 x 109 lb

PEMODELAN

Jenis Pipa

Tegangan

Combined

(Pa)

Pipa GRP 5.435x107

Pipa Carbon steel 5.684x107

Jenis PipaAllowable Stress

(Pa) Check

Pipa GRP 6.635x107 Ok

Pipa Carbon steel 2.172x108 Ok

NILAI TEGANGAN

P= 24.97 PsiP= 24.97 PsiP

= 24.97 Psi

Pipa Carbon Steel

•Pressure Loss

Perbandingan Nilai

Pressure Loss

P

Pipa GRP

= 37.73 PsiP

mempercepat laju pemompaan fluida

Perbandingan Diameter Pipa

Dengan Kapasitas yang Sama

Biaya Maintenance Pipa

Maintenance (20 tahun) Carbon

Steel (US$)

GRP

(US$)

Selisih

(US$)

-Pigging 24000 24000

-Scale Inhibittor 136062 136062

-Corrosion Inhibitor 75628

Total Maintenance selama 20

tahun235690 160062 75628

Total Maintenance per tahun 11784.5 8003.1 3781.4

Network Planning

No Jenis Kegiatan Hari

1 Pembersihan lahan 2

2 Pengukuran 2

3 Galian tanah 10

4 Penimbunan pasir 5

5

Pemasangan dan

penyambungan pipa dengan

ulir (thread)

10

6 Penimbunan pasir kembali 5

7 Urugan tanah kembali 4

8Perataan tanah dan

pemadatan tanah3

No Jenis Kegiatan Hari

1 Pembersihan lahan 2

2 Pengukuran 2

3 Galian tanah 10

4 Penimbunan pasir 5

5

Pemasangan dan

penyambungan pipa dengan

Pengelasan

15

6 Penimbunan pasir kembali 5

7 Urugan tanah kembali 4

8Perataan tanah dan

pemadatan tanah3

GRP Carbon Steel

Grafik Perbandingan Biaya Instalasi

9.9%

GRP 4.07 %

CS 3.83 %

GRP 1.13 %

CS 1.5 %

Grafik Perbandingan Waktu

11.36%

GRP 10.25 %

CS 9.09 %

GRP 46.15 %

CS 45.45 %

PP

Tinjauan dari

Segi TeknisGRP Carbon Steel

Temperature

maksimum

Memiliki temperature maksimum

yang terbatas yaitu sebesar 250 0F

Memiliki temperature maksimum

yang lebih besar yaitu sebesar

7000F

Panjang SpanPada pipa dengan diameter 8 inch

memiliki panjang span 24.4 ft

Pada pipa dengan diameter 8 inch

memiliki panjang span 19 ft

Penyambungan

Pipa

Penyambungan pada pipa GRP

menggunakan metode Threaded

Joint

Seperti pada umumnya pipa baja,

penyambungannya dilakukan

dengan pengelasan

Pressure loss

Memiliki nilai pressure loss

yang lebih kecil yaitu sebesar

24.97 Psi

Memiliki nilai pressure loss

yang lebih besar yaitu sebesar

37.73 Psi

Diameter Pipa

Dengan Kapasitas yang sama

dibutuhkan diameter pipa yang

lebih kecil yaiti sebesar 8 inch

Dengan kapasitas yang sama

dibutuhkan diameter yang lebih

besar yakni sebesar 8.7 inch

PP

Tinjauan dari Segi

EkonomisGRP Carbon Steel

Biaya Maintenance

Memiliki biaya maintenance

yang lebih kecil sebesar

US$ 8003.1 per tahun

Memiliki biaya maintenance

yang lebih besar sebesar

US$ 11784.5 per tahun

Biaya Instalasi

Memerlukan biaya instalasi

yang lebih kecil sebesar Rp.

1.847.603.333

Memerlukan biaya instalasi

yang lebih kecil sebesar Rp.

2.050.835.000

Tegangan gabungan pipa dengan

menggunakan material GRP lebih kecil

dibanding dengan pipa carbon steel,

meskipun penggunaan pipa dengan material

GRP maupun carbon steel masih memenuhi

tegangan ijin berdasarkan code masing-

masing.

Keuntungan pipa GRP dibandingkan dengan

pipa carbon steel yaitu pipa GRP memiliki

jarak span yang lebih panjang, pressure

loss yang lebih kecil, biaya maintenance

yang lebih rendah, dan biaya instalasi yang

lebih rendah. Sedangkan kelemahan pipa

GRP yaitu design temperature yang

terbatas dibandingkan dengan pipa carbon

steel

Sedangkan berdasarkan analisis network

planning dapat disimpulkan bahwa

penggunaan network planning dengan

menambah jam lembur dapat meningkatkan

efisiensi waktu tetapi menambah biaya

pekerjaan. Sedangkan dengan menambah

titik awal, dapat meningkatkan efisiensi

biaya dan waktu pada pekerjaan tersebut

dibandingkan dengan sebelum menggunakan

network planning