Analisis Stress pada Jalur Pipa Produksi Make-Up Well Geothermal yang Disambung ke Pipa Existing melalui Tie-In Point pada PT. X dengan Perangkat Lunak CAESAR II

Abstract

CAESAR II merupakan perangkat lunak yang berfungsi untuk membantu dalam menganalisis besar dan juga sumber tegangan yang terjadi pada sistem perpipaan yang beroperasi. Adapun penelitian ini dilakukan dengan menganalisis tegangan dari desain sistem perpipaan sumur make-up geothermal yang disambung pada pipa existing melalui tie-in point dengan bantuan CAESAR II. Tujuan penelitian ini tiada lain adalah untuk menganalisis distribusi tegangan pada desain sistem perpipaan berikut modifikasinya serta memastikan desain expansion loop sesuai dengan ketentuan yang sudah ada. Dalam menjalankan simulasi, CAESAR II membutuhkan data dan parameter seperti input data desain dan operasi pipa dan materialnya, serta persebaran komponen pipa seperti flange, valve, dan support yang sesuai pada desain sistem perpipaan. Kemudian, hasil simulasi CAESAR II menunjukkan bahwa pada desain pra-modifikasi terjadi tegangan berlebih pada kondisi expansion load (load case 20 dan 21) dengan tegangan tertinggi dominan berada di area dekat sumur dan area belokan (elbow) dekat tie-in point. Dengan hasil seperti itu, modifikasi berupa penambahan expansion loop pada area sebelum tie-in point dibutuhkan. Hasil simulasi CAESAR II untuk desain pasca-modifikasi menunjukkan bahwa tegangan berlebih sudah tidak terjadi. Validasi tegangan dilakukan untuk memastikan hasil simulasi CAESAR II tidak melenceng dari standar yang sudah ditetapkan, yaitu ASME B31.1, dengan node 450 sebagai titik referensinya. Validasi berupa perhitungan manual untuk beban sustained didapatkan sebesar 13356.3 KPa dan hasil simulasi CAESAR II sebesar 13342.55 KPa, perbandingan dua nilai tersebut menghasilkan galat sebesar 0.1%. Perhitungan untuk beban occasional didapatkan sebesar 16342.025 KPa dan hasil simulasi CAESAR II sebesar 15844.03 KPa, dengan galat sebesar 3.5%. Perhitungan untuk beban expansion didapatkan sebesar 44420.008 KPa dan hasil simulasi CAESAR II sebesar 44397.67 KPa, dengan galat sebesar 0.05%. Galat yang relatif kecil menunjukkan bahwa hasil simulasi CAESAR II dapat digunakan karena tidak melenceng jauh dari perhitungan ASME B31.1. Adapun validasi dimensi expansion loop menunjukan bahwa panjang (h) aktual expansion loop dapat diterima, yaitu sebesar 21.4 ft, dengan panjang minimum (h_min) sebesar 19.15 ft. Namun disamping itu, lebar aktual (w) expansion loop tidak sesuai dengan kriteria, yaitu sebesar 7.32 ft, sedangkan lebar minimum (w_min) adalah 10.7 ft. Dengan melakukan perhitungan lebar yang diminati (w_pref), didapatkan bahwa seharusnya lebar expansion loop yang digunakan adalah sebesar 32.1 ft. Sehingga, lebar expansion loop aktual seharusnya berada pada rentang 10.7 hingga 32.1 ft. Walaupun lebar expansion loop tidak memenuhi kriteria, hasil simulasi CAESAR II menunjukkan bahwa tidak ada tegangan berlebih yang terjadi pada desain sistem perpipaan pasca-modifikasi, sehingga desain expansion loop tersebut masih dapat digunakan dengan aman untuk operasi sistem perpipaan tersebut.