Pengujian Sloshing dan Slamming

Fluida yang bergerak dapat memberikan tekanan yang luar biasa pada struktur di dalam dan di luar kapal serta fasilitas lepas pantai seperti anjungan minyak dan gas atau turbin angin. Pengukuran fenomena sloshing (pergerakan dan kavitasi LNG) dan dampak (efek gelombang) yang andal memerlukan sensor tekanan dan dinamometer khusus aplikasi.

Pengujian sloshing merupakan bagian dari solusi pengujian dan evaluasi kapal tanker LNG. Gas alam berfungsi sebagai sumber energi alternatif dan diangkut ke seluruh dunia dengan kapal tanker khusus LNG (gas alam cair). Struktur tangki harus tahan terhadap aliran LNG, bahkan dalam gelombang besar. Laboratorium canggih menyediakan sensor tekanan khusus aplikasi, termasuk solusi yang sangat ringkas untuk pengujian dan evaluasi.

Gas alam hanya dapat diangkut secara efisien dalam bentuk cair. Mendinginkan gas hingga 162 derajat mengurangi volumenya hingga 600 kali lipat sehingga dapat diangkut dengan kapal tanker LNG. Angin dan gelombang dapat menyebabkan pergerakan LNG pada tangki kapal yang terisi sebagian. Pergerakan ini, yang dikenal sebagai sloshing, dapat mempengaruhi stabilitas kapal dan membuat membran internal tangki terkena beban berat.

Banyak laboratorium penelitian di seluruh dunia mempelajari beban dinamis akibat sloshing pada struktur tangki kapal tanker LNG. Prosedur pengujian dan evaluasi guncangan umumnya melibatkan model 2D persegi panjang dari tangki LNG pada dudukan heksagonal (model 3D skala kecil juga digunakan). Sensor tekanan sering ditempatkan dalam konfigurasi cluster pada dinding model tangki di berbagai lokasi di mana kemungkinan besar terjadi dampak kekerasan.

Pengujian dampak laut adalah metode pengujian presisi terhadap pergerakan dan beban yang disebabkan oleh gelombang. Tangki rekayasa kelautan digunakan tidak hanya untuk memverifikasi kinerja dan keselamatan kapal, tetapi juga sebagai tempat pemeliharaan laut dan manuver untuk struktur lepas pantai seperti anjungan minyak dan gas atau turbin angin. Solusi khusus yang ditawarkan oleh laboratorium canggih berkisar dari berbagai sensor tekanan hingga dinamometer untuk mempelajari hubungan aerodinamika dan hidrodinamika.

Penerapan cekungan gelombang yang dijelaskan di sini mencakup pengujian objek yang ditambatkan atau tidak bergerak (seperti anjungan minyak dan gas atau turbin angin lepas pantai) untuk menentukan pergerakan dan beban yang disebabkan oleh gelombang dan angin. Untuk pengujian turbin angin lepas pantai, angin dan gelombang yang bekerja secara bersamaan pada turbin dapat diukur dengan serangkaian dinamometer tiga komponen yang ditempatkan di dasar tiang antara jangkar dan unit yang diuji. Uji dampak laut ini memberikan data benchmark berkualitas tinggi untuk memvalidasi metode simulasi hubungan antara perilaku aerodinamis dan hidrodinamik. Pengukuran pengujian untuk anjungan atau kapal minyak dan gas seringkali memerlukan sensor tekanan untuk dipasang di dinding struktur atau tertanam di lambung kapal.

Sloshing adalah aliran permukaan bebas yang beresonansi dengan keras di dalam bejana. Tangki dapat digerakkan oleh gerakan harmonis atau bergerak bersama kapal dalam gelombang. Model sloshing berbasis analitik nonlinier digunakan dalam perhitungan sloshing. Redaman gerakan sloshing merupakan parameter penting seputar resonansi untuk gabungan gerakan kapal dan sistem sloshing.

Di laboratorium sloshing, pergerakan kapal disimulasikan. Tangki plastik yang dipasang di atas alat bergerak melambangkan tangki kargo kapal. Karena alasan teknis, tangki kargo cair tidak pernah terisi penuh. Jika muatan cair juga terpaksa bergerak karena pergerakan tangki, maka akan terjadi sloshing. Tingkat stimulasi tergantung pada pergerakan tangki dan spektrum frekuensi. Biasanya, spektrum yang sesuai dengan spektrum di perairan alami digunakan.

Selama pengoperasian, bahkan di jalur laut sedang, tangki mungkin terkena beban tinggi yang disebabkan oleh kemiringan. Di laboratorium, muatan di dalam tangki diukur dan dianalisis, dengan fokus pada sistem penahanan kargo yang digunakan pada kapal pengangkut gas alam cair (LNG).

Dengan adanya sloshing laboratorium ini juga diperiksa antara lain beban-beban akibat sloshing pada tangki LNG di kapal. Ini dirancang untuk mengangkut gas alam pada suhu sekitar minus 162 derajat. Jenis tangki lainnya, kolam renang di kapal pesiar atau tangki kendaraan, juga dapat diperiksa di laboratorium.

Meskipun pentingnya simulasi numerik dalam hidrodinamika kelautan telah meningkat pesat dalam beberapa tahun terakhir, alat untuk menentukan pergerakan dan beban kapal untuk geometri tertentu dan masalah struktural untuk beban tertentu telah dikembangkan secara terpisah (pengujian bantingan). Saat ini, perhitungan gabungan pergerakan dan beban kapal serta masalah struktural yang berkaitan dengan metode volume hingga dan elemen hingga (interaksi struktur fluida) diimplementasikan dalam berbagai kode numerik.

Dalam fasilitas slammimg, pengujian eksperimental dilakukan pada objek untuk memvalidasi simulasi numerik. Hal ini bertujuan untuk mengukur tekanan dan tegangan di lokasi tertentu, serta gaya dan percepatan, untuk kecepatan tumbukan yang berbeda-beda selama water hammer di fasilitas tumbukan. Pengujian standar yang dilakukan dalam konteks ini adalah pengukuran tekanan piezoresistif, pengukur regangan, dan pengukuran percepatan dan gaya piezoelektrik.

Tekanan benturan akibat hantaman gelombang mempunyai konsekuensi serius terhadap keselamatan struktur seperti struktur atas dermaga tiang pancang, anjungan minyak lepas pantai, dan dek dermaga terbuka.

Di antara berbagai studi pengujian, pengukuran, analisis, dan evaluasi yang disediakan untuk bisnis di berbagai sektor, organisasi kami juga menyediakan layanan "Pengujian sloshing dan slamming" dengan staf terlatih dan ahli serta peralatan teknologi canggih.