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
kecepatan  impak  partikel,  sudut  impak  partikel,  ukuran partikel,  bentuk  partikel,  material  partikel,  sifat  fluida,  sifat permukaan material dan lainnya [9].

## D. Aliran Multi Fase
Aliran  multi  fase  didefinisikan  sebagai  sebuah  sistem aliran  yang  terdiri  lebih  dari  satu  fase  contohnya  seperti campuran  dari  gas,  cairan,  partikel  padat,  tetesan,  dan gelembung [10].

## E. Prosedur Penelitian
Dalam  penelitian  ini,  pembuatan  permodelan  dimulai dengan  beberapa  tahapan  dengan  memperhatikan  hasil eksperimen  yang  telah  dimodelkan  pada  objek.  Uraian lengkap metode penelitian ini adalah sebagai berikut:

## 1) Analisa Permasalahan
Merupakan tahap penuangan gagasan masalah yang akan dibahas. Rumusan masalah akan menjadi aspek pokok dalam analisis pada skripsi berdasarkan data yang telah di dapat. 2) Studi Literatur
Studi  literatur  merupakan  sumber  atau  referensi  yang bertujuan  untuk  melengkapi  dan  menyiapkan  konsep  teori yang  dibutuhkan  selama  mengerjakan  tugas  akhir.  Studi literatur  yang  digunakan  penulis  meliputi  buku,  jurnal  dan paper.

## 3) Pengumpulan Data
Pada  tahap  ini  dilakukan  pengumpulan  data-data  yang berhubungan  dengan  permasalahan  yang  didapat  untuk membantu dalam mengerjakan penelitian ini.
4) Pembuatan Geometri
Pembuatan geometri dilakukan dalam program SolidWork.  SolidWork  merupakan  aplikasi  permodelan  3 dimensi  yang  memberikan  solusi  efisien  untuk  permodelan secara umum.

## 5) Meshing
Meshing  berfungi  sebagai  pembagi  control  volume geometri menjadi elemen yang lebih kecil dan halus dengan tujuan mendapatkan hasil yang lebih konvergen pada analisa. 6) Pengaturan dan Perhitungan Permodelan
Dalam  mengatur model  mana  yang paling  tepat,  terdapat variabel-variabel yang harus didefinisikan sebelum melakukan  perhitungan  dalam  aplikasi  Fluent.  Seperti variabel multifasa yang beserta fasa-fasanya, material fluida, kondisi batas, dan kondisi pengoperasian.
7) Validasi Hasil Permodelan
Hasil perhitungan yang telah dilakukan dapat dibandingkan  dengan  hasil  simulasi  yang  dilakukan.  Jika hasil  simulasi  permodelan  hasilnya  mendekati  dengan  hasil perhitungan  maka  penelitian  telah  sesuai.  Jika  tidak  sesuai atau  hasilnya  berbeda  jauh,  maka  permodelan  dapat diperbaiki.
8) Variasi Kecepatan, Diameter Partikel, Jenis Elbow dan

## Flowrate
Dalam  penelitian  ini  dilakukan  variasi  kecepatan  aliran fluida,  diameter  partikel  pasir,  jenis  elbow  dan  flowrate partikel  pasir.  Hal  ini  guna  mengetahui  dampak  masing- masing variasi penelitian terhadap laju erosi.
9) Analisa Data dan Pembahasan
Hasil  permodelan  dapat  dianalisa  dengan  program  CFD Post  Processing  yang  juga  terdapat  dalam  ANSYS Workbench.  Akan  didapatkan  hasil  berupa  kontur  dan animasi  dari  fasa  dan  distribusi  partikel.  Hasil  yang
didapatkan  dapat  dilakukan  perbandingan  dengan  hitungan manual.

## 10) Kesimpulan
Kesimpulan hasil penelitian digunakan untuk menentukan input  permodelan  dan  variabel  yang  paling  tepat  dengan kondisi  yang  terdapat  pada  hasil  eksperimen  sehingaa sewaktu-waktu  dapat  digunakan  kembali  dengan  kondisi batas yang berbeda.

## F. Data Material Elbow Pipa dan Fluida
Biasanya  Elbow  pipa  yang  digunakan  sebagai  objek simulasi erosi memiliki dimensi sebagai berikut:
•  Material Pipa      : ASTM A 106
•  Diameter Luar     : 4.5 inch
•  Ketebalan pipa     : 4.2 mm
•  Konstanta material  : 2.0 x 10 -9
•  Massa jenis partikel : 2650 kg/m 3
•  Massa Jenis Gas    : 1.225 kg/m 3
•  Viskositas Gas     : 1.8e -05 kg/ms •  Kecepatan Aliran   : 11 m/s
•  Flowrate partikel   : 0.08 kg/s
•  Diameter partikel   : 300 µm

## G. Komputasi Dinamika Fluida
Computational  Fluid  Dynamics  (CFD)  merupakan perangkat  metode  numerik  yang  diaplikasikan  untuk mendapatkan  perkiraan  solusi  dari  masalah  fluida  dinamis dan  perpindahan  panas.  Tujuan  dari  CFD  adalah  untuk memprediksi secara akurat tentang aliran fluida, perpindahan panas  dan  reaksi  kimia  dalam  sistem  yang  kompleks,  yang melibatkan satu atau semua fenomena diatas. Akhirnya, hasil yang  diperoleh  akan  disajikan  dalam  bentuk  warna,  vektor dan nilai-nilai yang mudah dilihat dengan konfigurasi rentang yang diambil dari nilai terbesar dan terkecil. Secara umum, proses perhitungan CFD terdiri dari 3 bagian utama:
1) Pre-Processing
Tahap dimana data dimasukkan mulai dari mendefinisikan domain dan menentukan kondisi batas. Pada tahap ini, suatu objek akan dibagi dengan sejumlah grid atau sering disebut dengan meshing.
2) Processing
Pada  tahap  ini  proses  penghitungan  data  input  dilakukan dengan  persamaan  yang  terlibat  secara  iteratif.  Ini  berarti bahwa perhitungan dilakukan hingga hasilnya mengarah pada kesalahan  terkecil  atau  untuk  mencapai  nilai  konvergen.
Gambar. 1.  Permodelan elbow 90 0
Perhitungan  dilakukan  secara  menyeluruh  pada  kontrol volume dengan proses integrasi persamaan diskrit.
3) Post-Processing
Tahap terakhir dimana hasil perhitungan diinterpretasikan ke  dalam  gambar,  grafik  dan  bahkan  animasi  dengan  pola warna  tertentu.  Post-prosesor  semakin  berkembang  dengan kemajuan  workstation  teknik  yang  memiliki  kemampuan grafis dan visualisasi yang cukup besar.

## H. Meshing
Dalam  proses  meshing  perlu  diperhatikan  dalam menentukan  kualitas  meshing  tersebut.  Semakin  banyak jumlah  elements  dan  nodes  makan  akan  semakin baik  hasil meshing dan simulasi yang dihasilkan.

## I. Kondisi Batas
D Inlet Velocity    : 11 m/s, 15 m/s dan 20 m/s Viscous   : Laminar
DPM     : Escape
Injection    : Sand (d=0,0003 & 0,00015 m) Flowrate (0,08 – 0,32 kg/s) Outlet Gauge Press  : 0 Pa (Constant) DPM       : Escape
Wall Smooth Wall No-slip DPM       : Reflect

## J. Perhitungan
Laju  erosi  (mm/year)  pada  elbow  pipa  dihitung  dengan persamaan sebagai berikut:
1) Menghitung karaketristik sudut impak (α)
𝛼 = arctan( 1 √2.𝑅𝑐𝑢𝑟𝑣 ) (1)
dimana: 𝑅𝑐𝑢𝑟𝑣 = jumlah diameter pipa
2) Menghitung grup parameter tanpa dimensi
𝐴 = 𝜌𝑚 2 .tan(𝛼).𝑈𝑝.𝐷 𝜌𝑝.𝜇𝑚 (2)
dimana:
ρ m 2 = berat jenis gas (kg/m 3 )
D = Diameter dalam (m) ρp = Berat jenis partikel pasir (kg/m 3 ) μm = Viskositas gas (kg/ms)
3) Menggunakan dimensionless parameter group 𝛾 𝑐 = 𝜌𝑚 𝜌𝑝.[1,88.ln(𝐴)−6,04] (3)
dimana: ρp = Berat jenis partikel pasir (kg/m 3 ) 4) Menghitung particle size correction fungsi G menggunakan critical particle diameter
𝐺 = 𝛾 𝛾𝑐 (4)
5) Menghitung karakteristik lengkungan pipa yang terkena erosi
𝐴 = 𝜋𝐷2 4.sin (𝛼) (5)
6) Menghitung nilai karakteristik elastisitas material
𝐹(𝛼) = 𝐴 1 . ( 𝛼 .𝜋 180 ) - 𝐴 2 . ( 𝛼 .𝜋 180 ) 2 +   𝐴 3 . ( 𝛼 .𝜋 180 ) 3 −   𝐴 4 . ( 𝛼 .𝜋 180 ) 4 +   𝐴 5 . ( 𝛼 .𝜋 180 ) 5 −
𝐴 6 . ( 𝛼 .𝜋 180 ) 6 +   𝐴 7 . ( 𝛼 .𝜋 180 ) 7 −   𝐴 8 . ( 𝛼 .𝜋 180 ) 8 (6)
1. Faktor model/geometri C 1 = 2.5 2. Konversi factor (m/s -> mm/year) C unit = 3.15E+10
3. Laju Erosi [11]
𝐸 𝐿 = 𝑚 𝑝 .𝐾.𝐹(𝛼).sin(𝛼).𝑈 𝑝 𝜌 𝑡 .𝐴 𝑝𝑖𝑝𝑒 . 𝐺. 𝐶 1 . 𝐶 𝑢𝑛𝑖𝑡 (7)
Dimana: EL = Laju erosi (mm/tahun) mp = Massa aliran partikel pasir (kg/s) K = Konstanta material pipa F(α) = Karakteristik elastisitas material
Up = Kecepatan tumbukan partikel pasir (m/s)
G = Fungsi koreksi diameter partikel pasir
C1 = Faktor model/geometri (2.5) Cunit = unit konversi dari m/s ke mm/tahun ρt
= Berat jenis material (kg/m 3 ) Apipe   = Area penampang pipa (m 2 )

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Model Aliran dan Perhitungan Erosi
Simulasi  aliran  dari  fluida  kontinu  (continuous  fluid) merupakan  tahap  pertama  dari  prosedur  prediksi  erosi berbasis  CFD.  FLUENT  menggunakan  pendekatan  finite volume untuk menyelesaikan persamaan Navier-Stokes. Hal pertama  untuk  mensimulasikan  aliran  adalah  membuat daerah kalkulasi geometri (meshing).
Pengaturan solusi seperti kondisi batas inlet berupa input kecepatan  sedangkan  kondisi  outlet  berupa  input  pressure. Efek  gravitasi  dianggap  sama  dalam  semua  simulasi  (9.8 m/s 2 ). Kecepatan aliran bervariasi dari 11 m/s sampai 20 m/s. Partikel  mendapatkan  gaya  momentum  dari  fluida  yang ada,  dan  fluida  tersebut  melewati  jalur  aliran  dan  memberi
Gambar. 2.  Detail meshing elbow pipa
Tabel 1. Nilai constant ratio untuk berbagai kombinasi pasangan
Detail Mesh Relevance Centre Fine Smoothing Medium Element Size 3,8E-003 Nodes 462984 Elements 439230
dampak  pada  dinding,  menghasilkan  erosi.  Setelah  partikel diinjeksi  ke  dalam  inlet  dan  dilacak  melalui  domain,  maka dapat  dilakukan  penerjemahan  kedalam  kontur  erosi  pada dinding pipa. Hasil laju erosi yang terdapat pada Fluent masih berupa satuan laju kehilangan massa per m 2 dalam satu detik (kg/m 2 s), dimana hasil eksperimen menunjukkan satuan unit rasio erosi (mm/kg) sehingga perlu dikonversi.
𝐿𝑎𝑗𝑢 𝐸𝑟𝑜𝑠𝑖  [ 𝑚𝑚 𝑘𝑔 ] = ( 𝐿𝑎𝑗𝑢 𝑒𝑟𝑜𝑠𝑖 [ 𝑘𝑔 𝑚2 .𝑠].10 3
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 [ 𝑘𝑔 𝑚3 ].𝐹𝑙𝑜𝑤 𝑟𝑎𝑡𝑒 [ 𝑘𝑔 𝑠 ] ) (8)
𝐿𝑎𝑗𝑢 𝐸𝑟𝑜𝑠𝑖  [ 𝑚𝑚 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛 ] = (𝑙𝑎𝑗𝑢 𝐸𝑟𝑜𝑠𝑖  [ 𝑚𝑚 𝑘𝑔 ] . 𝑓𝑙𝑜𝑤𝑟𝑎𝑡𝑒  [ 𝑘𝑔 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛 ] )    (9)

## B. Evaluasi Erosi CFD dan Perhitungan
Dengan  kondisi  profil kecepatan  fluida dan  jalur  partikel pasir yang telah diselesaikan, kontur erosi dapat dilihat pada gambar 3. Pada tabel 2 ditunjukkan perbedaan laju erosi hasil perhitungan dengan simulasi.
Menurut  MAPE (Mean  Absolut  Percentage  Error) yang merupakan  rata-rata  kesalahan  selisih  antara  nilai  actual dengan  nilai  percobaan,  apabila  terjadi  selisih  kurang  dari 10% maka suatu percobaan tersebut dikatakan sangat akurat [12].
Gambar  4  menunjukkan  nilai  laju  erosi  dari  hasil perhitungan  dibandingkan  dengan  nilai  laju  erosi  dari  hasil simulasi.
Pada penelitian ini dilakukan 4 variasi, yaitu:
1) Variasi Flowrate
Variasi ini bertujuan untuk mengetahui nilai laju erosi yang disebabkan karena banyaknya flowrate partikel pasir. Dalam percobaan  ini  dilakukan  6  variasi  flowrate,  yaitu  pada
flowrate 0,08 kg/s, 0,13 kg/s, 0,17 kg/s, 0,21 kg/s, 0,25 kg/s dan 0,32  kg/s  dengan diameter  partikel  pasir 300  µm.  Pada tabel  3  menunjukkan  laju  erosi  karena  variasi  flowrate partikel  pasir.  Dari  hasil  simulasi  didapatkan  laju  erosi terbesar terjadi pada flowrate 0,32 kg/s yaitu 2,65e -07 kg/m 2 s, nilai  tersebut  akan  dikonversi  menjadi  mm/tahun.  bahwa banyaknya  flowrate  partikel  berbanding  lurus  terhadap  laju erosi  pada  kecepatan  yang  sama.  Semakin  banyak  flowrate partikel  pasir  dalam  aliran  fluida  gas  maka  semakin  tinggi pula laju erosinya.

## 2) Variasi Kecepatan
Variasi ini bertujuan untuk mengetahui nilai laju erosi yang disebabkan karena perbedaan kecepatan partikel pasir. Dalam percobaan  ini  dilakukan  3  variasi  kecepatan,  yaitu  pada kecepatan 11 m/s, 15 m/s dan 20 m/s dengan diameter partikel 300 µm. Pada tabel 4 menunjukkan laju erosi karena variasi kecepatan partikel pasir. Dari hasil simulasi didapatkan laju erosi  terbesar  terjadi  pada  flowrate  20  m/s  yaitu  2,91e -07 kg/m 2 s,  nilai  tersebut  akan  dikonversi  menjadi  mm/tahun. Kecepatan partikel berbanding lurus terhadap laju erosi pada flowrate yang sama. Semakin tinggi kecepatan partikel pasir dalam  aliran  fluida  gas  maka  semakin  tinggi  pula  laju erosinya.
Gambar 5 menunjukkan perbandingan nilai laju erosi pada variasi kecepatan.
Gambar.  4.    Grafik  perbandingan  nilai  laju  erosi  simulasi  dengan perhitungan
Tabel 3. Nilai laju erosi pada variasi flowrate No Mass Flow (kg/s) V (m/s) Maksimum Erosion rate (kg/m 2 s) Erosion rate (mm/tahun) 1 0,08 11 6,62E-08 0,261 2 0,13 11 1,07E-07 0,422 3 0,17 11 1,40E-07 0,553 4 0,21 11 1,75E-07 0,691 5 0,25 11 2,07E-07 0,817 6 0,32 11 2,65E-07 1,046 Tabel 4. Nilai laju erosi pada variasi kecepatan No Mass Flow (kg/s) V (m/s) Maksimum Erosion rate (kg/m 2 s) Erosion rate (mm/tahun) 1 0,08 11 6,62E-08 0,261 2 0,13 11 1,07E-07 0,422 3 0,17 11 1,40E-07 0,553 4 0,21 11 1,75E-07 0,691 5 0,08 15 8,10E-08 0,320 6 0,13 15 1,43E-07 0,564 7 0,17 15 1,74E-07 0,687 8 0,21 15 2,31E-07 0,912 9 0,08 20 1,10E-07 0,436 10 0,13 20 1,71E-07 0,675 11 0,17 20 2,30E-07 0,908 12 0,21 20 2,91E-07 1,150 Tabel 6.
Nilai laju erosi pada variasi elbow
No Elbow ( 0 ) Mass Flow (kg/s) Diameter Partikel (µm) Maksimum Erosion rate (kg/m 2 s) Erosion rate (mm/tahun) 1 90 0,08 300 6,62E-08 0,261 2 90 0,13 300 1,07E-07 0,422 3 90 0,17 300 1,40E-07 0,553 4 90 0,21 300 1,75E-07 0,691 5 90 0,25 300 2,07E-08 0,817 6 90 0,32 300 2,65E-07 1,046 7 45 0,08 150 5,06E-08 0,200 8 45 0,13 150 8,80E-08 0,347 9 45 0,17 150 1,23E-07 0,485 10 45 0,21 150 1,60E-07 0,632 11 45 0,25 150 1,96E-07 0,774 12 45 0,32 150 2,44E-07 0,963 Tabel 7. Nilai remaining life No Mass Flow (kg/s) Diameter Partikel (µm) Maksimum Erosion rate (kg/m 2 s) Erosion rate (mm/tahun) Remaining Life (tahun) 1 0,08 300 6,62E-08 0,261 13,73 2 0,13 300 1,07E-07 0,422 8,50 3 0,17 300 1,40E-07 0,553 6,50 4 0,21 300 1,75E-07 0,691 5,20 5 0,25 300 2,07E-08 0,817 4,39 6 0,32 300 2,65E-07 1,046 3,43 7 0,08 150 5,70E-08 0,225 15,95 8 0,13 150 1,00E-07 0,395 9,10 9 0,17 150 1,33E-07 0,525 6,84 10 0,21 150 1,70E-07 0,671 5,35 11 0,25 150 2,00E-07 0,789 4,55 12 0,32 150 2,59E-07 1,022 3,15

## 3) Variasi Diameter Partikel
Variasi ini bertujuan untuk mengetahui nilai laju erosi yang disebabkan karena perbedaan diameter partikel pasir.  Dalam percobaan  ini  dilakukan  2  variasi  ukuran  diameter  partikel pasir,  yaitu  diameter  partikel  300  µm  dan  150  µm.  Setelah melakukan  simulasi  akan  didapatkan  data  berupa  nilai  laju erosi pada elbow pipa. Pada tabel 5 menunjukkan laju erosi karena  variasi  diameter  partikel  pasir.  Dari  hasil  simulasi didapatkan laju erosi terbesar terjadi pada diameter 0,003 m yaitu 2,65e -07 kg/m 2 s, nilai tersebut akan dikonversi menjadi mm/tahun. besar diameter partikel berbanding lurus terhadap laju erosi. Semakin besar diameter partikel pasir dalam aliran fluida gas maka semakin tinggi pula laju erosinya.

## 4) Variasi Elbow
Variasi  Variasi  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  nilai  laju erosi  yang  disebabkan  karena  sudut  belok  elbow.  Dalam percobaan ini dilakukan 2 variasi elbow, yaitu elbow 90 0 dan elbow 45 0 . Pada tabel 6 menunjukkan laju erosi pada elbow sudut 90 0 dan 45 0 . Dari hasil simulasi didapatkan laju erosi terbesar terjadi pada elbow 90 0 yaitu 2,65e-07 kg/m2s, nilai tersebut  akan  dikonversi  menjadi  mm/tahun.  Tabel  6.  Nilai laju erosi terhadap variasi elbow. nilai laju erosi yang terjadi pada  elbow  90 0 lebih  besar  dibandingkan  dengan  laju  erosi yang terjadi pada elbow 45 0 .

## C. Remaining Life
Remaining life merupakan sisa umur suatu peralatan untuk di  operasikan.  Nilai  remining  life  dapat  diketahui  dengan rumus berikut:
𝑅𝐿 = 𝑇𝑎−𝑇𝑟 𝐶𝑟 (10)
Dimana: RL  : Sisa umur pipa (tahun) Ta  : Tebal aktual pipa (mm) Tr   : Tebal required (mm) Cr: Laju korosi (mm/tahun)
Pada tabel 7 menunjukkan nilai remaining life pada elbow pipa.  Nilai  remaining  life  berbanding  terbalik  dengan  laju erosi,  dimana  elbow  pipa  yang  mempunyai  laju  erosi  besar akan mempunyai remaining life yang semakin kecil.

## IV. KESIMPULAN
Banyaknya  konsentrasi  partikel  pasir  atau  flowrate berbanding  lurus  dengan  laju  erosi  yang  dialami  oleh  pipa. Hal  ini  dibuktikan  melalui  simulasi  pada  kecepatan  11  m/s dan sudut belok 90 0 dengan flowrate 0,08 kg/s, 0,13 kg/s, 0,17 kg/s, 0,21 kg/s, 0,25 kg/s dan 0,32 kg/s mengalami laju erosi masing-masing  0,261  mm/tahun,  0,422  mm/tahun,  0,553 mm/tahun,  0,691  mm/tahun,  0,817  mm/tahun  dan  1,046 mm/tahun.
Besarnya diameter partikel pasir berbanding lurus dengan laju erosi yang dialami oleh pipa. Hal ini dibuktikan melalui simulasi pada flowrate yang sama yaitu 0,32 kg/s, sudut belok 90 0 dengan  kecepatan  partikel  pasir  11  m/s  pada  diameter partikel  300  µm  dan  150  µm  mengalami  laju  erosi  masing 1,046 mm/tahun dan 1,022 mm/tahun.
Kecepatan  aliran  partikel  pasir  berbanding  lurus  dengan laju erosi yang dialami oleh pipa. Hal ini dibuktikan melalui simulasi pada flowrate yang sama yaitu 0,08 kg/s, sudut belok 90 0 dengan  kecepatan  partikel  pasir  11  m/s,  15  m/s  dan  20
m/s  mengalami  laju  erosi  masing-masing  0,261  mm/tahun, 0,320 mm/tahun dan 0,436 mm/tahun.
Nilai  laju  erosi  yang  terjadi  pada  elbow  90 0 lebih  besar dibandingkan laju erosi yang terjadi pada elbow 45 0 . Hal ini dibuktikan melalui simulasi pada sudut belok 90 0 mengalami laju  erosi  0,261  mm/tahun  dan  pada  sudut  belok  45 0 mengalami laju erosi 0,200 mm/tahun.
Nilai remaining life dari elbow pipa yang mengalami erosi berbanding  terbalik  dengan  nilai  laju  erosi.  Semakin  besar nilai  laju  erosi  yang  terjadi  maka  akan  semakin  kecil  nilai remaining  life.    Hal  ini  dibuktikan  dari  hasil  simulasi  pada elbow  90 0 kecepatan  11  m/s,  dimater  partikel  300  µm  nilai laju  erosi  0,261  mm/tahun,  0,422  mm/tahun,  0,553 mm/tahun,  0,691  mm/tahun,  0,817  mm/tahun  dan  1,046 mm/tahun  didapatkan  nilai  remaining  life  masing-masing 13,73 tahun, 8,5 tahun, 6,5 tahun, 5,2 tahun, 4,39 tahun dan 3,43 tahun.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]
Restrepo, “United State of America,” 2008.
[2] I.  Yudhatama,  “Simulasi  Computational  Fluid  Dynamics  (CFD) Erosi Partikel Pasir dalam Aliran Fluida Gas Turbulen pada Elbow Pipa Vertikal-Horizontal,” 2018.
[3] Y. C. Surbakti, “Analisa Laju Korosi Pada Pipa Baja Karbon dan Pipa Baja Galvanis dengan Metode Kehilangan berat,” Jul. 2017.
[4]
O. Zikanov, Essential computational fluid dynamics . Wiley, 2010.
[5] A.  R.  Rahmat,  “Analisis  Desain  Baling-Baling  Gottingen  428 Airfoil Turbin dengan Metode Komputasi Fluid Dinamika Cairan pada  Pembangkit  Listrik  Vortex  Air  Gravitasi,” Dep.  Tek.  Sist. Perkapalan ITS, Surabaya , 2019.
[6] B.  McLaury,  S.  Shirazi,  …  J.  S.-A.-P.,  and    undefined  1996, “Modeling erosion in chokes,” ASME .
[7] A.  Mansouri,  Mansouri,  and  Amir,  “A  combined  CFD- experimental method for developing an erosion equation for both gas-sand and liquid-sand flows,” PhDT , 2016.
[8] I. Finnie, “Erosion of surfaces by solid particles,” Wear , vol. 3, no.
2, pp. 87–103, 1960, doi: 10.1016/0043-1648(60)90055-7.
[9] H.  M.  I.  Clark,  “Particle  velocity  and  size  effects  in  laboratory
Gambar. 5. Grafik perbandingan laju erosi pada variasi kecepatan
Tabel 5. Nilai laju erosi pada variasi diameter partikel
No Mass Flow (kg/s) Diameter Partikel (µm) Maksimum Erosion rate (kg/m 2 s) Erosion rate (mm/tahun) 1 0,08 300 6,62E-08 0,261 2 0,13 300 1,07E-07 0,422 3 0,17 300 1,40E-07 0,553 4 0,21 300 1,75E-07 0,691 5 0,25 300 2,07E-08 0,817 6 0,32 300 2,65E-07 1,046 7 0,08 150 5,70E-08 0,225 8 0,13 150 1,00E-07 0,395 9 0,17 150 1,33E-07 0,525 10 0,21 150 1,70E-07 0,671 11 0,25 150 2,00E-07 0,789 12 0,32 150 2,59E-07 1,022 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 0.08 0.13 0.17 0.21 0.25 0.32 La ju E ro si (mm/y ea r) Flowrate partikel (kg/s) Erosion Rate at Speed ​​Variations 11 m/s 15 m/s 20 m/s
slurry  erosion  measurements  OR...  do  you  know  what  your particles are doing?,” in Tribology International , 2002, vol. 35, no. 10, pp. 617–624, doi: 10.1016/S0301-679X(02)00052-X.
[10] B. Ilmi, “Analisa Laju Erosi Pipa Discharge Slurry Jenis HDPE pada Kapal Keruk Isap (Cutter Suction Dregger) yang beroperasi di  Canal  Water  Intake  PLTGU  Grati  menggunakan  Simulasi CFD,” Dep. Tek. Sist. Perkapalan ITS Surabaya , 2018.
[11] Det  Norske  Veritas,  “Recommended  Practice  RP  O501  Erosive Wear in Piping Systems Revision 4.2,” 2007.
[12] C.  Lewis,  “Industrial  and  business  forecasting  methods:  A practical guide to exponential smoothing and curve fitting,” 1982.