ANALISIS PENGARUH SUHU TERHADAP KEKUATAN SURFACE METAL SEAL (SMS) PACKOFF PADA UNITIZED WELLHEAD MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

RYAN AULI AKBARI, Prof. Ir. Jamasri, Ph.D.

2014 | Skripsi | TEKNIK MESIN

Simulasi analisis pengaruh suhu terhadap kekuatan Surface Metal Seal (SMS) Packoff pada Unitized Wellhead dilakukan untuk mengetahui dampak pembebanan suhu sebesar 176,7 °C pada komponen SMS Packoff yang dipasang pada wellhead tipe unitized. Selain pembebanan suhu, di dalam simulasi juga diberikan pembebanan berupa tekanan pada komponen SMS Packoff sebesar 103,4 MPa. Untuk mendapatkan hasil akhir berupa distribusi tegangan akibat pembebanan suhu dan tekanan, dilakukan empat tahap simulasi pada software SolidWorks Simulations 2012, yaitu: Thermal Study I, Thermal Study II, Nonlinear Static Study I, dan Nonlinear Static Study II. Themal Study I dilakukan untuk mendapatkan suhu awal sebesar 25 °C pada seluruh bagian SMS Packoff. Thermal Study II dlakukan untuk mensimulasikan kenaikan suhu pada komponen metal annulus seal dari 25 °C menjadi 176,7 °C. Suhu pada hasil simulasi Thermal Study I digunakan sebagai suhu awal pada simulasi Thermal Study II. Nonlinear Static Study I dilakukan untuk mensimulasikan efek pembebanan tekanan sebesar 103,4 MPa terhadap SMS Packoff pada suhu awal (25 °C). Dalam tahap Nonlinear Static Study I juga disimulasikan proses pemasangan SMS Packoff pada Unitized Wellhead dengan menggunakan fitur on flat face yang memungkinkan gerak translasi pada SMS Packoff. Nonlinear Static Study II dilakukan untuk mensimulasikan efek kenaikan suhu dari 25 °C menjadi 176,7 °C pada SMS Packoff selama mendapatkan pembebanan tekanan. Keempat tahapan simulasi analisis yang dilakukan, menunjukkan metal annulus seal (SMS Packoff) mendapatkan tegangan yang cukup besar ketika proses pemasangan dan selama mendapatkan beban tekanan sebesar 103,4 Mpa. Terlihat pada hasil simulasi bahwa terjadi konsentrasi tegangan pada beberapa bagian komponen SMS Packoff seperti O-ring groove dan leher metal annulus seal yang besar tegangannya melebihi batas luluh material AISI 1010 sebagai material pembentuk komponen tersebut. Kenaikan suhu dari 25 °C menjadi 176,7 °C mengakibatkan metal annulus seal mengalami regangan termal sebesar 0,0017745, sehingga komponen tersebut mendapatkan tegangan termal sebesar 3,55 MPa.

-

Kata Kunci : Simulasi, SMS Packoff, beban suhu, beban tekanan, konsentrasi tegangan, regangan termal, tegangan termal.