PERANCANGAN SEGMENTED FLANGE DENGAN NOMINAL SIZE 9 UNTUK PEMBEBANAN STATIS PADA KONDISI OPERASI TEKANAN 10 000 PSI DAN SUHU 650°F

BENJAMIN BIMA DHARMATANNA, Dr. Eng. Khasani, S.T., M.Eng.

2014 | Skripsi | TEKNIK MESIN

Riset ini mengangkat materi perancangan segmented flange dengan nominal size 9 untuk sambungan wellhead multiple completion dengan BOP riser pada kondisi operasi tekanan 10 000 psi dan suhu 650°F. Segmented flange dirancang berdasarkan standar API 6A dengan menggunakan metode ASME yaitu 2004 ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Appendix 3: Rules for Bolted Flange Connections. Pada tugas akhir ini dilakukan simulasi pembebanan statis menggunakan metode elemen hingga dengan bantuan piranti lunak Solidworks untuk membuktikan bahwa hasil rancangan kuat terhadap pembebanan statis. Dari hasil perancangan didapatkan nilai optimal ketebalan flange yaitu sebesar 9,25 inch dengan menggunakan baut berukuran 2,25 inch berjumlah 9. Bahan untuk flange yang dipilih yaitu AISI 4130 karena memiliki mampu mesin dan mampu las yang baik, serta kuat terhadap kondisi sumur sour service. Flange menggunakan ring gasket RX-49 dan pada tempat duduknya akan dilakukan welding inlay agar profil tempat duduk tersebut tidak mudah rusak.Hasil perancangan dapat dibuktikan kuat terhadap pembebanan statis dengan simulasi pembebanan yang dilakukan menggunakan acuan kondisi batas dari API Technical Report 6AF2. Simulasi pembebanan statis dilakukan untuk kondisi operasi dan untuk kondisi tes tekanan hidrostatis dan hasil simulasi menunjukkan bagian-bagian kritis pada flange tidak terdapat nilai stress intensity melebihi dari nilai yang diizinkan.

This research is taking subject about design of segmented flange with nominal size 9 for multiple completion wellhead connections with BOP riser in operating condition 10 000 psi and temperature 650°F. Segmented flange is designed based on API 6A standard using 2004 ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Appendix 3: Rules for Bolted Flange Connections as ASME Method. Static loading simulation is done by using Finite Element Method with Solidworks software for proving the design result is able to withstand the static loading. Optimized flange thickness by 9,25 inch is obtained from the design result, using 9 bolt with 2,25 inch size. AISI 4130 is chosen for the flange material because it has a good machinability and good weldability. AISI 4130 is also able to withstand in sour service condition. The flange is using ring gasket RX 49 type and welding inlay on the ring groove for wear protection. The design result is proved that able to withstand static loading from the simulation result with boundary conditions as same as API Technical Report 6AF2. Static loading simulation is done for operating condition and for hydrostatic pressure test condition. The result shows that, at the critical sections of the flange, there is no stress intensity higher than allowed.

Kata Kunci : wellhead, wellhead multiple completion, BOP riser, API 6A, segmented flange, static loading simulation