JURNAL TEKNIK ITS Vol. 8, No. 2, (2019) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) B57 Abstrak—Dalam industri minyak dan gas bumi sering terjadi permasalahan berupa erosi yang terjadi pada internal pipa. Erosi didefinisikan sebagai suatu kerugian hilangnya sebagian material pipa karena bergeseknya dinding material dengan partikel pasir yang terbawa dalam alian multi fase. Aliran multi fase merupakan sebuah sistem aliran yang terdiri lebih dari satu fase, dalam hal ini fase gas dan fase padat. Menurut penelitian, sumur minyak dan gas bumi dewasa ini semakin banyak kandungan partikel pasir yang terbawa oleh fluida gas atau minyak seiring dengan menurunnya produksi minyak dan gasnya yang selaras dengan bertambahnya umur asset. Erosi terbesar terjadi pada bagian elbow dikarenakan partikel pasir dapat tertumbuk secara langsung ke dinding material dengan kecepatan tertentu yang disebabkan adanya belokan secara tiba-tiba mengikuti desain elbow. Prediksi hasil analisa yang akurat dapat digunakan sebagai acuan untuk meminimalisir kegagalan pada pipa. Dalam analisa ini menggunakan pemodelan CFD (computational fluid dynamic) pada aplikasi ANSYS untuk menganalisa laju erosi pada pipa dengan melakukan variasi ukuran partikel pasir, flowrate partikel pasir, kecepatan aliran dan jenis elbow. Didapatkan hasil berupa laju erosi pada elbow pipa yang dibandingkan dengan perhitungan menurut DNV RP O501. Hasil validasi dari perhitungan menurut DNV RP O501 dengan hasil simulasi Ansys Fluent menunjukkan perbedaan nilai antara 4,8% - 5,9% hal tersebut menunjukkan bahwa hasil percobaan sangat akurat. Dari hasil simulasi menunjukkan bahwa nilai laju erosi berbanding lurus dengan banyaknya flowrate partikel pasir, besar diameter partikel dan kecepatan aliran. Pada elbow pipa 90 0 nilai laju erosi lebih besar dibandingkan dengan elbow pipa 45 0 . Nilai remaining life berbanding terbalik dengan nilai laju erosi yang terjadi pada elbow pipa. Kata Kunci—Erosi, Partikel Pasir, Elbow, CFD, Multi fase. I. PENDAHULUAN ECUKUPAN kebutuhan energi dunia saat ini kebanyakan masih bergantung dari energi fosil yang tidak dapat diperbarui. Untuk mentransportasikan fluida hasil produksi minyak dan gas salah satunya dengan menggunakan jalur pipa atau pipeline. Kegagalan pada sistem perpipaan di industri minyak dan gas bumi dapat menyebabkan dampak yang dapat mengancam kehidupan manusia dan ekosistem sekitar jalur pipa tersebut. Korosi merupakan penyebab terbesar terjadinya kegagalan pada pipa yang diikuti dengan kecelakaan dan melibatkan fluida berbahaya di amerika serikat. Menurut penelitian, kegagalan tertinggi disebabkan oleh korosi eksternal dengan 119 kejadian dan disusul oleh korosi internal dengan 94 kejadian [1]. Erosi pada pipa merupakan bentuk dari internal corrosion. Campuran air, minyak, gas dan partikel pasir yang melalui pipa, dikombinasikan dengan kecepatan dan sifat fluida merupakan sebuah resiko pada peralatan yang berbeda- beda. Oleh karena itu, diharapkan untuk dapat memprediksi erosi secara akurat [2]. Pendistribusian partikel dengan melewati elbow cenderung membuat penipisan pada dinding pipa karena partikel akan secara langsung menumbuk dinding pipa yang disebut dengan erosi [3]. Oleh karena itu perlu diperhatikan laju erosi untuk memprediksi umur pipa khususnya pada bagian elbow. Untuk mengetahui karakteristik erosi secara akurat pada pipa dilakukan banyak percobaan dengan berbagai variasi kondisi fluida dengan software CFD yang perangkat metode numerik yang diaplikasikan untuk mendapatkan perkiraan solusi dari masalah fluida dinamis dan perpindahan panas [4]. Tujuan dari CFD adalah untuk memprediksi secara akurat tentang aliran fluida, perpindahan panas dan reaksi kimia dalam sistem yang kompleks [5]. II. METODE PENELITIAN A. Pendahuluan Erosi merupakan suatu proses dimana material terkikis dari permukaan dinding karena deformasi mikromekanikal atau hasil kombinasi dari sebuah lingkungan kimia yang agresif dan mempunyai kecepatan fluida yang tinggi [6]. Hal ini dapat terjadi akibat aliran fluida yang mempunyai kecepatan tinggi melewati objek atau bisa berakibat dari gerakan cepat objek benda dalam fluida, seperti peristiwa baling-baling kapal laut yang menghantam fluida [7]. B. Mekanisme Erosi Saat sebuah partikel mengahantam permukaan, hal itu dapat melukai permukaan, dan bentuk dari luka tersebut tergantung pada banyak parameter seperti permukaan material, ukuran partikel, dan sudut impak. Saat suatu partikel menumbuk permukaan pada sudut sempit, hal ini akan menghasilkan lubang. Partikel lain yang menumbuk akan membuat lubang menjadi semakin besar dan juga menumpuk material sekitar lubang [8]. C. Parameter Erosi Partikel Banyak parameter diketahui mempengaruhi fenomena erosi partikel padat. Dengan tujuan untuk mengembangkan model erosi yang akurat, mengidentifikasi parameter yang terlibat dalam proses erosi merupakan hal yang penting. Clark mencantumkan parameter berikut dimana terbukti sebagai salah satu faktor yang mempengaruhi erosi: Analisa Laju Erosi pada Elbow Pipa Karena Partikel Pasir dalam Aliran Fluida Gas Menggunakan Simulasi CFD Linggar Rhodam Krisnanda, Agoes Santoso, dan Taufik Fajar Nugroho Departemen Teknik Sistem Perkapalan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) e-mail: agoes@siskal.its.ac.id, tfnugroho@siskal.its.ac.id K