Mooring & Anchoring

Mooring & Anchoring

A. Mooring System

Fungsi mooring pada prinsipnya adalah untuk “mengamankan” posisi kapal agar tetap pada tempatnya. Secara umum, mooring system yang digunakan untuk FSO/FPSO/FSRU (Floating Production Storage and Offloading) adalah Spread Mooring, Turret Mooring, Tower Mooring, dan Buoy Mooring.

1. Spread Mooring

Boleh dibilang spread mooring adalah cara yang paling sederhana sebagai sarana tambat FSO/FPSO, karena pada system ini tidak memungkinkan bagi kapal untuk bergerak/berputar guna mencapai posisi dimana efek-efek lingkungan semisal angin, arus dan gelombang relative kecil. Namun hal ini akan mengakibatkan beban lingkungan terhadap kapal menjadi semakin besar, yang mana akan mengakibatkan bertambahnya jumlah mooring lines dan atau line tension-nya. Peralatan yang digunakan biasanya merupakan peralatan yang pada umumnya sudah tersedia di kapal. Pada system ini digunakan satu set anchor legs dan mooring lines yang biasanya terletak pada posisi bow dan stern kapal. Karena peralatan yang digunakan relative sederhana, maka tidak perlu dry docking untuk melakukan modifikasi terhadap mooring systemnya. Spread mooring dapat diterapkan pada setiap type kapal, namun dengan tetap memperhatikan fasilitas produksi di atas kapal. Pada FPSO Belanak Natuna yang di atasnya terdapat fasilitas produksi crude oil dan LPG, maka posisi fixed heading menjadi kebutuhan yang sangat penting dan oleh karenanya digunakan system spread mooring, karena pergerakan/perputaran dari kapal akan sangat berpengaruh pada proses produksi LPG. Pada system ini, peralatan offloading biasanya terletak di bow atau stern kapal, atau dengan menggunakan buoy yang didedikasikan khusus untuk sarana transfer cargo.

2. Turret Mooring
Pada system ini kapal dihubungkan dengan turret, yang mana dengan adanya bearing memungkinkan kapal untuk dapat berputar. Dibandingkan dengan spread mooring, pada system ini riser dan umbilical yang diakomodasi dapat lebih banyak lagi. Turret mooring dapat berupa external turret atau internal turret :

External Turret
External Turret dapat diletakkan pada posisi bow atau stern kapal, di luar lambung kapal, memungkinkan kapal untuk dapat berputar 360 derajat dan beroperasi pada kondisi cuaca normal maupun extreme. Chain leg “ditanam” di dasar laut dengan anchor atau piles. Biaya pembuatannya lebih murah dibandingkan dengan internal turret dan modifikasi yang dilakukan di kapal tidak terlalu banyak. Selain posisi turret, perbedaan lain dibandingkan dengan internal turret adalah posisi chain table-nya. Pada external turret, chain table terletak di atas water level, sedangkan pada internal turret, chain table terendam di bawah garis air. Pada umumnya system ini digunakan di perairan yang tidak terlalu dalam dan pada lapangan yang relative kecil.Contoh aplikasi di Indonesia : FPSO Anoa Natuna

Internal Turret
Keunggulan system ini adalah dapat terpasang secara permanen maupun tidak (dis-connectable), dapat diaplikasikan pada lapangan dengan kondisi lingkungan yang moderat sampai ekstrim, dan sesuai untuk deepwater. System ini dapat mengakomodasi riser hingga 100 unit dan kedalaman laut hingga 10,000 feet. Rasanya belum ada contoh aplikasi di Indonesia.

3. Tower Mooring
Pada system ini FSO/FPSO dihubungkan ke tower dengan suatu permanent wishbone atau permanen/temporary hawser. Sesuai untuk laut dangkal hingga sedang dengan arus yang cukup kuat.Keuntungannya adalah :
Transfer fluida yang sederhana, dengan menggunakan jumper hoses dari tower ke kapal,
Akses langsung dari kapal ke tower,
Modifikasi yang tidak terlalu banyak pada kapal,
Semua mechanical equipment terletak di atas sea level.
Contoh aplikasi di Indonesia : FSO Ladinda

4. Buoy Mooring
Pada system ini sebuah buoy digunakan sebagai mooring point kapal dan untuk offloading fluida. Tujuan utamanya adalah untuk transfer fluida dari daratan atau fasilitas offshore lainnya ke kapal yang sedang ditambatkan. Komponen-komponennya antara lain:
Buoy Body, sebagai penyedia stabilitas dan buoyancy
Komponen Mooring dan Anchoring, menghubungkan buoy dengan seabed dan hawser menghubungkan buoy dengan kapal
Product transfer Sytemo Auxiliary System, boatlanding, lifting, dan sebagainya.
Contoh aplikasi di Indonesia : FSO Arco Ardjuna

B. Mooring and Anchor Systems
Mooring and Anchor Systems didesain agar bisa dioperasikan dengan cepat dan aman, terdiri dari anchor (jangkar), anchor chain (rantai jangkar), windlass (mesin kerek jangkar), mooring machinary, hawse pipe, chain locker, mooring gear, rigging (tali temali), dan tipe pengaturan penambatan.
overview of anchor and mooring gear

1. Jangkar (anchor)
Jangkar merupakan salah satu dari komponen kapal yang berguna untuk membatasi olah gerak kapal pada waktu labuh di perlabuhan agar kapal tetap dalam keadaannya meskipun mendapatkan tekanan oleh arus kapal, angin, gelombang dan untuk membantu dalam penambatan kapal pada saat diperlukan. Perlengkapan jangkar terdiri dari jangkar, rantai jangkar, lubang kabel jangkar, stoper, dan handling jangkar.
Jangkar dibedakan berdasarkan menjadi:

a. Holding power (HP)/kekuatan cengkram.

• Conventional
• High holding power (HHP)
• Super high holding power (SHHP)

Contoh gambar jangkar convensional dan jangkar HHP


b. Posisi (position)
Jangkar haluan (bower anchor)
Peralatan utama yang dipakai bilamana kapal membuang sauh atau menahan kapal di dasar laut dan selalu siap terpasang pada lambung kiri dan kanan pada haluan kapal. Selain dua buah jangkar utama, juga terdapat jangkar cadangan dimana berguna sebagai pengganti jangkar utama bilamana salah satu dari jangkar utama tersebut hilang, jangkar ini ditempatkan di muka haluan kapal agar selalu siap bilamana diperlukan. Bower anchor dibedakan menjadi 2 :

• Stockless anchor (jangkar tanpa tongkat).
• Stock anchor (jangkar dengan tongkat).
• Hanya untuk kapal kecil.
• Tanpa engsel.
• Disimpan di geladak bangunan atas depan, dioperasikan oleh davit.
• Jangkar arus (strern anchor)
  Dikenal sebagai ”stream anchor”. Dipergunakan untuk menahan haluan maupun buritan kapal, supaya tidak berputar terbawa arus deras. Disimpan de geladak.
  Bower anchor mempunyai berat tiga kali dari stream anchor atau enam kali lipat berat kedges.

c. Bentuk (type)

• Grapnel anchor
  Mampu mencengkeram karang dan mengambil benda yang jatuh ke laut.
• Fluke anchor
  Kemampuan mencengkeram sempurna dan hemat tempat.
• Mushroom anchor (bentuk jamur)
  Untuk kapal-kapal kecil dan inflatables.
• Plow anchor (bentuk bajak)
  Cocok untuk kapal pesiar (yacht)
• Kapal biasanya dilengkapi dengan 3 macam tipe jangkar, yaitu : Jangkar cemat (kedges); Dipakai untuk mengangkat kapal bila terjadi keadaan bahaya, Jangkar haluan (bower anchor), dan Jangkar arus (strern anchor).

Perencanaan/susunan penjangkaran harus dilengkapi guna :

• Dengan cepat menurunkan jangkar haluan, mengeluarkan/mengulur kabel rantai sesuai kedalaman yang dibutuhkan dan menghentikan jalannya secara halus (dilakukan oleh anchoring machinery).
• Menarik rantai jangkar berikut jangkarnya (dilakukan oleh anchoring machinery).
• Mengikat rantai jangkar dengan pasti pada badan kapal saat membuang sauh dan dalam pelayarannya tak ada rantai yang diberikan bergerak yang dapat membahayakan.
• Menempatkan jangkar pada lambung dengan baik (stoper).
• Dapat menyimpan dan menempatkan jangkar dengan mudah (berhubungan dengan desain).
• Dapat meluncurkan jangkar dan rantainya dengan cepat dari lambung dan menjatuhkanya keluar lambung (pengaman rantai terhadap lambung).
• Dengan cepat mengeluarkan jangkar dari rantainya.
• Ditinjau dari kegunaan diatas maka jangkar beserta perlengkapannya harus memenuhi persyaratan antara lain:
• Jangkar-jangkar di atas kapal harus memenuhi persyaratan mengenai berat, jumlah dan kekuatannya.
• Panjang, berat dan kekuatan rantai jangkar harus cukup.
• Rantai jangkar harus diikat dengan baik dan ditempatkan sedemikian rupa sehingga dapat dilepaskan dari sisi luar bak rantainya.
• Peralatan jangkar termasuk bentuknya, penempatannya, dan kekuatannya harus sedemikian rupa hingga jangkar itu dengan cepat dan mudah dilayani.
• Harus ada jaminan, agar pada waktu mengeluarkan rantai, dapat menahan tegangan-tegangan dan sentakan-sentakan yang timbul.
  Ketika kapal bertambat gaya-gaya yang bekerja pada jangkar, antara lain:

Gaya tekanan angin yang ada pada batas di atas permukaan air. Dalam hal ini super structure dan deck house perlu diperhitungkan.(F winds)
Gaya tekanan air pada bagian bawah (bottom). (F water)
Gaya inersia yang ditimbulkan oleh gelombang (pitching dan rolling). (F waves)
Perlengkapan tambat dipasang untuk menahan gaya-gaya tersebut ketika bertambat di laut dan untuk menahan kapal pada posisi yang stasioner ketika berlabuh di dermaga.

2. Rantai Jangkar (anchor chain)
Panjang rantai jangkar ditentukan dengan “shackles”
1 shackles = 15 fathoms = 27,5 m 1 fathoms = 1,87 m

Tipe rantai jangkar dibedakan menjadi :
a. Ordinary link
Stud link, large link, dan end link.
b. Shackle link
Crown shackle dan kenter shackle.
c. Swivels ; dipasang untuk mencegah terlilitnya rantai satu dengan rantai laen
.

3. Windlass and Mooring Machinary
Alat yang dipakai untuk menarik jangkar disebut windlass dan anchor capstan. Mesin-mesin untuk menarik kepelabuhan, untuk untuk menambatkan tali, dan untuk warping pada operasi penambatan disebut warping winch dan warping capstan. Winches dengan berbagai perencanaan barrels yang biasa digunakan sebagai peralatan tambat yang digunakan di deck sebuah kapal. Mesin derek barrels atau drum digunakan untuk menarik atau menggulung tali atau kabel yang mana kapal akan merapat ke pelabuhan atau daratan. Roda penggulung tali (warp end) digunakan ketika kapal akan merapat dengan menggunakan tali dengan cepat menuju ke daratan dan menggulung ke warp end (penggulung) dari mesin derek. Motor penggerak berhubungan dengan akhir bagian gigi transmisi, kopling dan dengan warp end (roda penggulung). Motor penggerak yang digunakan dapat dioperasikan secara bolak-balik, dengan kecepatan operasi yang telah ditentukan pada perencanaannya. Windlass dapat dioperasikan dengan energi listrik, energi sistem hidrolik, energi listrik dan hidrolik, energi uap. Keuntungan dari masing-masing energi dalam pengoperasian :

a. Energi listrik :
Tidak bising dan nyaman (memuaskan penumpang).
b. Energi sistem hidrolik :
Tanpa menggunakan gear dan tidak beresiko tinggi (aman dari percikan api).
c. Energi listrik dan hidrolik :
Tanpa sistem perpipaan.
d. Energi uap
Tidak beresiko dengan api

Prinsip-prinsip yang harus dipenuhi oleh permesinan penjangkararan dan warping :

• Dapat dipercaya dan aman dalam operasinya.
• Mampu dihidupkan dengan halus pada beban penuh.
• Mampu untuk mempertahanakan/menjaga momen puntirnya (torsi) sendiri kalau kecepatan, pada rantai jangkar atau tali tunda yang dibawanya, menurunkan keharga yang rendah atau jika sekalipun nol.
• Mampu untuk memegang jangkar yang tergantung pada beberapa keadaan dalam penambatan dalam hal kegagalan pemberian daya kepada unit penggeraknya.
• Mudah pengawasannya, gerakannya halus dan kemungknan sangat kecil penyetelan kecepatan dari poros bagian yang menggerakkan.
  Berat yang relatif kecil dan kemungkinan kecil/sedikit jumlah ruang geladak yang ditempati.
• Ekonomis dalam operasinya.
• Prinsip pengoperasian windlass dan capstan, sebelum menmghidupkan capstan ataupun windlass, perlu diperhatikan hal-hal berikut :
  Periksalah apakah kerjanya mungkin terhalang oleh obyek-obyek asing.
• Berikan minyak pelumas pada semua tempat-tempat pelumasan tempatkan semua minyak dan mangkok pelumas sesuai aturan kerja dan periksa permukaan minyak pelumas transmisi-transmisi roda cacing.
• Buka ktup-katup penghembus dari silinder- silinder dan katup saluran uap masuk.
• Buka katup-katup pada saluran pipa pengisian uap masuk dari windlass atau capstan dan keluarkan uap yang habis dipakai.
• Pasang ban rem dan lepaskan penarik-penarik kabel dari bagian penggerak.
• Periksalah apakah kopling-kopling terkait dengan atau tanpa kesalahan.
• Periksa apakah penggerak dengan tangan terlepas sebgaimana mestinya.
• Buka penuh katup pembuangan uap, goncangkan katup pemanasan pendahuluan silinder-silinder windlass ata capstan mesin uap, teruskan hingga tidak ada kondensat yang terlihat pada uap yang mengalir keluar dari katup-katup penghembus.
• Setelah pemanasan pendahuluan mesin yakin betul windlass atau capstan digerakkkan sendiri dengan memutar porosnya beberapa putaran masing-masing arah. Apabila tidak ada sesuatu letusan terdengar, windlass, atau capstan siap untuk bekerja.
• Selama kerjanya harus di perhatikan pengisian pelumas dan mendengarkan suara-suara letusan. Apabila ada beberapa suara yang terdengar tidak normal maka windlass segera dimatikan untuk menemukan kerusakan-kerusakan dan mengadakan perbaikan seperlunya tanpa menunda. Bilamana windlass dihentikan untuk waktu yang singkat maka perlu untuk menutup uap masuk dan kemudian katup uap keluar dan membuka katup-katup penghembus. Apabila windlass atau capstan tidak bekerja untuk jangka waktu yang lama, akan diperlukan tambahan seperti diatas, menyingkirkan kotoran-kotoran dari minyak-minyak, tutup katup-katup pada saluran uap masuk dan keluar , dan dicoba kerja ban rem dan koling –klopling gesek. Bilaman windlass uap atau capstan uap dihentikan pada waktu mesin dingin, kondensat harus dengan hati-hati dikeringkan dari saluran-saluran pipa. Windlass untuk bekerjanya dengan menggunakan tangan, maka paling tidak diperiksa setiap sebulan sekali 
• 

4. Tali Temali (rigging)

Kabel pada kapal digunakan untuk :
a. Menambatkan kapal dan mempertahankan posisi.
b. Towing.
c. Cargo gear.
d. Memancing (fishing) dan dredging.
Kabel nomor a. dan b. biasanya terbuat dari tali (rope), sering disebut “hawsers”. Kabel nomor c. dan d pada umumnya adalah kabel baja (steel cables). Pada umumnya tali pada kapal terbuat dari serat sintetic (synthetic fibres). Beberapa jenis tali (rope) pada kapal dilapisi mantel (mantle), tujuannya untuk menjaga inti kabel.

 

5. Hawse Pipe dan Anchor Pocket
Hawse pipe adalah lubang yang dilalui rantai jangkar, letaknya di lambung depan kapal (forecastle). Berfungsi untuk melindungi permukaan kulit lambung kapal dari gesekan rantai jangkar. Tidak semua desain kapal dilengkapi dengan anchor pocket, dengan adanya anchor pocket ini, jangkar akan terlihat rapi pada tempatnya.

6. Chain Locker
Merupakan ruangan pada kapal untuk menyimpan rantai jangkar dan memberikan perlindungan rantai jangkar dari cuaca buruk (yang dapat menyebabkan korosi rantai jangkar). Ukuran standart volume chain locker ditetapkan dengan rumus :

S = volume of chain locker, m2
d = chain diameter, mm
L = total length of stud link anchor chain, m2

7. Mooring Gear
Peralatan tambat terdiri dari :

a. Chocks
Berfungsi untuk mengarahkan tali dari dermaga, terletak dekat dengan bulkwark. Chock ada 2 yaitu paten (buka dan tutup) dan bisa diputar (roller)

b. Fairleads
Bisa diputar, berfungsi untuk mengubah arah dari tali, terletak di geladak.

c. Bollards
Berfungsi untuk mengikat tali
d. Mooring rings
Hanya untuk kapal-kapal kecil.

8. Tipe Pengaturan Posisi Penambatan

a. Stern line (bagian belakang/after).
b. Bow line (bagian depan/fore).
c. Spring line (tengah).
Fore (depan midship) dan after (belakang midship).
d. Breast line (antara depan dan spring line).
Fore (depan midship) dan after (belakang midship).

C. Menentukan Dimensi Permesinan Jangkar Dan Tambat
Data awal yang digunakan untuk menentukan dimensi utama permesinan jangkar adalah besar gaya dibutuhkan oleh cable lifter dan kecepatan. Diharpakan untuk menentukan gaya pada cable lifter meyakinkan bahwa ia mampu mengoperasikan jangkar pada kecepatan 12 m/min pada kedalaman penjangkaran yang dalamnya adalah :
80 m jika berat jangkar 1000kg ke bawah,
90 m jika berat jangkar 1000 – 3000 kg, dan
100 m jika berat jangkar 3000 – 6000 kg.

Gaya tarik cable lifter untuk menarik 2 jangkar dirumuskan sebagai berikut :

Tcl = 2fh (Ga+paLa) (1- gw/ga) = 2. 1,35 (Ga+paLa) (1 – 1,025/7,750) = 2,35 (Ga + pa.La) kg.

Sedang untuk menarik sebuah jangkar dirumuskan :

Tcl = 1,175 (Ga + pa.La) kg.

Ga : berat jangkar , kg.
Pa : berat kabel rantai per running meter , kg.
La : berat suspended cable , m
ga = 7,750 : density material jangkar , kg/cu.m
gw = 1,025 : density air laut, kg/cu.m
fh = 1,28 – 1,35 = sebuah faktor yang diambil karena kosses gesekan pada hawse hole dan stopper.

Persamaan empiris berikut didapatkan dari pembandingan berat jangkar dan ukuran rantainya seperti yang ditentukan oleh USSR. Shipping Register dengan rantai jangkar standar USSR. Ukuran chain bar dc = ÖGa mm. Berat rantai jangkar per running meter adalah :

pao = 0,023. dc^2 kg untuk open-link chain.
Pas = 0,0218.dc^2 kg untuk stud-link chain.

Sesuai dengan USSR. Shipping Register arrangement jangkar buritan biasanya berupa capstan yang dapat melepaskan jangkar dengan bebanya pada kecepatan 9 m/min. Jika windlass melayani untuk jangkar dan penambatan, gaya tarik (pull) harus tidak kurang dari:

Tw = Rbr/6 , Rbr : breaking strength warping hawser.

Kecepatan capstan barrel ketika menarik tali tambat ditentukan oleh tabel berikut yang disusun dari spesifikasi manual manufacture untuk capstan yang dikerjakan oleh Central Marine Research Institute dari USSR. Kecepatan dimana ketika tali tambat ditarik oleh windlass tidak dibatasi oleh harga pada tabel tersebut tetapi biasanya sama dengan 0,4 m/s. Jumlah jangkar, beratnya, ukuran rantai jangkar, keliling tali tambat dan tali penarik serta panjangnya ditentukan kelas. Berdasarkan BLI Vol.II tahun1989, untuk menentukan hal-hal diatas dapat dilihat pada tabel dengan terlebih dahulu menghitung angka equipment Z :

D : displacement pada summer load waterline (metric tons)
H = fb + Sh’ : tinggi effektif dari summer load waterline ke deck teratas
fb : freeboard dari summer load waterline pada midship (m)
Sh’ : jumlah tinggi bangunan atas dan deck pada centre line untuk tiap tingkat yang mempunyai lebar lebih besar dari B/4.shear diabaikan dan untuk tingkat pertama h diukur dari upper deck. Jika deck dengan lebar > B/4 berada di atas deck dengan lebar < B/4 maka ketinggian deck yang lebarnya>B/4 tetap dihitung sedangkan yang lebar deck
A : luas lambung, bangunan atas, dan houses siatas summer lad waterline pada profile view (m2).

..

…

…..