PIPE & TUBE SEJARAH PERBEDAAN PIPE & TUBE JENIS & SPESIFIKASI METODE PEMBUATAN
SEJARAH PIPA • Pipa (pipe) ditemukan saat manusia dulu kesulitan membawa air dari sumber air ke rumah atau pemukiman mereka. Dengan adanya pipa maka pekerjaan membawa air menjadi lebih mudah. • Pipa pertama terbuat dari bambu (bamboo). • Pada peradaban Mesir dan Aztec, pipa terbuat dari lempung yang • dibakar. • Pipa logam pertama dibuat pada masa Yunani dan Romawi dengan membuatnya dari timbal dan bronze (perunggu, Cu-Sn). • Pipa besi dibuat setelah adanya penemuan serbuk senjata (gun powder) karena serbuk senjata memerlukan pipa besi yang lebih kuat untuk dilewati peluru. • Sejak saat itu berbagai produk pipa dari logam berkembang pesat dan menjadi produk khusus saat ini.
PIPA DAN TUBE Klasifikasi berdasarkan aplikasinya : 1. 2. 3.
PIPE PRESSURE TUBING MECHANICAL TUBING
1.
PIPE berdasarkan klasifikasi pengguna , pipa dapat dikelompokkan menjadi :
Standard pipe mechanical service pipe untuk kepentingan structural dan mekanikal. Berdasarkan ketebalan dinding, bagi menjadi 3 kelas yaitu standard weight, extra song, double extra song. Ada dalam bentuk seamless dan welded. Berdiamter sampai 12 in. refrigeration pipe untuk membawa refrigerant. Berdiameter ¾-2 in Dry-kiln pipe digunakan di industri semen
Pressure pipe Di gunakan untuk membawa fluida atau gas pada tekanan atau temperatur normal, subzero, atau tinggi. Berukuran 1/8 in. nominal size sampai 36 in. Line Pipe Dihasilkan dalam bentuk welded dam seamless. Berukuran 1/8 in nominal size sampai 36 in. digunakan untuk membawa gas, minyak atau air. Water-well pipe Diproduksi dalam bentuk welded atau seamless dengan bahan steel. Digunakan untuk membawa air untuk digunakan di perkotaan maupun industri. Berukuran 1/8 – 96 in dengan berbagai ketebalan dinding. Oil country goods Casing digunakan sebagai structural retainer untuk dinding sumur minyak atau gas dan juga untuk mengeluarkan fluida yang tidak di inginkan, dan untuk melindungi dan mengalirkan minyak atau gas dari sumber dibawah permukaan menuju permukaan tanah. Casing di hasilkan dalam ukuran 4 ½ - 20 in.
Ukuran standard pipa diameter 12 in dan kurang dari 12 in. memiliki nominal size yang menyatakan mendekati diameter dalam dari pipa standard. Diameter luar nominal sudah standard dengan mengabaikan berat. Penambahan ketebalan dinding berati akan memperkecil diameter dalam. Standarisasi pipa diatas 12 in. berdasarkan pada diameter luar actual, ketebalan dinding dan berat per ft. 2.
PRESSURE TUBING Aplikasi : melibatkan penggunaan panas eksternal seperti pada boiler atau superheater. Biasanya terbuat dari steel yang dihasilkan dari proses open hearth, basic oxygen atau electric furnace. 3.
MECHANICAL TUBING diklasifikasi berdasarkan metode manufaktur Seamless Tube, berukuran 0,187-10,75 in Welded tube
PERBEDAAN PIPE & TUBE PIPA • Paling panjang 20-40 ft • Umumnya berdinding tebal • Dapat dibuat ulir • Dinding kasar\ • Disambung dengan : Screw, Flange, Las • Cara pembuatan : Welding, Casting, Piercing
TUBE • • • • •
Bisa ratusan ft Dindingnya tipis Tidak dapat dibuat ulir Dinding Halus Disambung dengan : Compression Fitting Soldered, Flare Fitting • Cara Pembuatan : Extrussion, Cold Drawn
MATERIAL PIPA DAN KOMPONENNYA • Secara umum material yang banyak digunakan untuk pipa dan komponennya terbagi atas dua kategori utama yaitu: Metallic (logam) Non-metallic (non-logam). • Khusus untuk bahan metal, bisa dibagi lagi atas dua kelompok utama yaitu Ferrous (besi) dan Non-Ferrous, termasuk paduan Nickel, tembaga dan aluminium. Akhirnya, dari jenis bahan material berjenis Ferrous tersebut, material pipa dapat lagi dibagi atas dua yaitu: wrought iron, cast iron Steel
• Hampir seluruh material pipa yang banyak digunakan di industry adalah berbahan besi baja (steel), dengan karakteristik utama sebagai berikut: a. Kimia: elemen utama (besi untuk Feerous Metal), elemen paduan (nickel, chromium etc), impurities, dan lainnya. b. Sifat Fisik; kerapatan (density), modulus elastisitas, koefisien thermal ekspansi, dan lain-lain.
c. Struktur Mikro: struktur atom, phase metalurgi, tipe dan ukuran butir. d. Sifat Mekanik: kekuatan (yield strength, ultimate strength, elongation) dan ketangguhan (toughness).
George Antaki, dalam bukunya Piping and Pipeline Engineering, menggambarkan diagram material pipa dan komponennya, seperti terlihat pada gambar 1.1.
Diagram Material Pipa dan Komponen
PEMILIHAN BAHAN • Pemilihan bahan perpipaan haruslah disesuaikan dengan pembuatan teknik perpipaan dan hal ini dapat dilihat pada ASTM serta ANSI dalam pembagian sebagai berikut : 1. Perpipaan untuk pembangkit tenaga 2. Perpipaan untuk industri bahan migas 3. Perpipaan untuk penyulingan minyak mentah 4. Perpipaan untuk pengangkutan minyak 5. Perpipaan untuk proses pendinginan 6. Perpipaan untuk tenaga nuklir 7. Perpipaan untuk distribusi dan transmisi gas
UKURAN PIPA DAN TUBE •
Ada dua metode yang umum digunakan untuk menamakan ukuran suatu pipa dan tube, yaitu: a. NPS: Nominal Pipe Size, banyak digunakan di Amerika Utara, dengan satuannya Inchi. b. DN: Diameter Nominal, digunakan oleh Negara di daratan Eropa, dengan satuan milimeter. •
Pipa yang ada dipasaran dan sering digunakan di industri dikelompokan dalam ukuran sebagai berikut: Large Bore Pipe: yaitu pipa yang berukuran lebih besar dari 2 inchi. Small Bore Pipe: yaitu pipa yang mempunyai ukuran 2 inchi ke bawah. Tubing: mempunyai ukuran sampai 4 inchi tappi mempunyai ketebalan dinding yang lebih kecil dari Large Bore dan Small Bore tadi.
Ukuran dari tube ditunjukkan oleh diameter luarnya, nilai nominalnya adalah besarnya bagian luarnya. Tebal dinding tube digunakan BWG (birmingham wire gauge) dengan selang antara 24 untuk yang paling ringan dan 7 untuk yang paling berat
• What is the difference between Pipe and Tube? • There is often confusion as to which size PipeMaster the customer actually needs – Pipe Size or Tubing Size. • Keep in mind that pipe size refers to a nominal – not actual – inside pipe diameter. Schedule refers to the pipe’s wall thickness. The dimensions provided for tubing on the other hand refer to the actual outside diameter. • For example: The actual outside diameter of 1¼" pipe is 1.625" – while 1¼" tube has a true 1.25" outside diameter. • The best thing to do is measure your material on the outside diameter and size your tools from there.
Jenis pipa yang sering digunakan : 1. Carbon Steel: Pipa yang bernama Carbon Steel ini adalah pipa yang paling luas penggunaanya dalam Industri Migas maupun industri lainnya. Hampir seluruh material pipa ini mempunyai spesifikasi yang dikeluarkan oleh ASTM (American Society for Testing and Materials) dan ASME (American Society of Mechanical Engineering. • Ada dua tipe Carbon Steel yang paling banyak digunakan, yaitu: ASTM A106: yang mempunyai tiga grade, yaitu Grade A, B, danC. Grade ini merujuk kepada besarnya Tensile Strenght dari material tersebut.
Besarnya Tensile Strength dari ASTM A106 adalah: Grade A : 48 ksi Grade B : 60 ksi Grade C: 70 ksi
Diantara ketiga grade tersebut, yang biasa digunakan adalag ASTM A106 Grade B. ASTM A 53: material ini juga sering digunakan yaitu pipa yang dilapisi oleh unsur zinc (galvanized), atau sering juga digunakan sebagai alternative untuk tipe A106. A53 mempunyai tiga Grade, yaitu Grade A, B, dan C. Disamping itu, A53 juga mempunyai tiga tipe yaitu: Tipe E: Electric Resistance Weld Tipe F: Furnace Butt Weld Tipe S: Seamless A53 Grade A dan B mempunyai Tensile Strength yang sama denga ASTM A106 rade A dan B. ASTM A 333: material ini sering digunakan pada fluida yang mempunyai temperatur yang rendah, mulai dari -50derajatF.
2. Stainless Steel: Pipa yang sering dikategorikan didalam Stainless Steel pipa ini sebenarnya mempunyai nama lengkap Austenitic Stainless Steel. Namun lebih sering dikenal dengan nama Stainless Steel. Stainless Steel mempunyai 18 Grade, namun yang sering digunakan adalah tipe 304L. Pada intinya, Tipe 304 adalah tipe yang mempunyai kadar karbon yang rendah dengan tujuan memperkuat kemampuan menahan korosi. Dengan penambahan huruf L dibelakang namanya, menjadi 304L, menunjukan bahwa tipe tersebut mempunyai kadar karbon konten yang semakin rendah, jauh lebih rendah dari hanya 304 saja.
Dengan demikian dalam aplikasinya, ada dua tipe stainless steel yang umum dikenal dan digunakan di industri migas, yaitu:
ASTM A312: standard ini digunakan untuk Pipa ukuran 8 inchi kebawah. ASTM A358: standard ini digunakan untuk Pipa ukuran diatas 8 inchi.
Masih banyak lagi jenis material pipa yang cukup sering digunakan seperti: Chrome-Moly Pipe: yaitu Chromium-Molybdenum Alloy Pipe, yang terdirid ari 10 grades, dan merujuk ke ASTM A335.
Nickel dan Nickel Alloy Pipe: contoh yang banyak digunakan adalah Inconel, Incoloy dan Monel. Cast iron Piping,Cooper Piping
Plastic Pipe, concrete pipe.
JENIS PEMBUATAN PIPA • Dari sekian jenis pembuatan pipa secara umum dapat dikelompokkan menjadi dua bagian yaitu : 1. Jenis pipa tanpa sambungan (pembuatan pipa tanpa sambungan pengelasan) : piercing, casting 2. Jenis pipa dengan sambungan (pembuatan pipa dengan pengelasan): plate dilas menjadi pipa
PROSES PEMBUATAN PIPA • Berbagai macam proses berbeda yang digunakan dalam pemanufakturan (pembuatan) pipa, dimana proses-proses tersebut dikelompokkan dalam empat klasifikasi yaitu: • Pipa tanpa kelim dengan proses tempa (Wrought seamless pipe) • Pipa tempa (Forged pipe) • Pipa las (Welded pipe) • Pipa cor (Cast pipe)
• Pipa tanpa kelim dengan proses tempa (Wrought seamless pipe) a. Pipa dengan unsur Ferrous Pipa baja biasanya terbuat dari baja yang dihasilkan dari tungku perapian terbuka (open-hearth), tungku perapian oksigen murni, pengubah bassemer, atau tungku perapian dengan listrik. Ada empat metode yang digunakan yaitu : 1. Penembusan secara rotari (Hot rotary piercing) 2. Proses Pilger-mill 3. Proses Push-bench (cupping) 4. Proses ekstruksi b. Pipa dengan unsur aluminium dan paduannya Pipa dengan unsur aluminium dan paduan dibuat dengan die dan proses ekstruksi mandrel pada ukuran 1 in dan lebih besar lagi. c. Pipa dengan unsur tembaga dan paduannya Dalam produksi pipa tanpa kelim dengan material tembaga atau paduannya karena tembaga sejauh ini merupakan material yang tonase.Tembaga dan paduan diproduksi dengan proses yang sama dan peralatan yang sama, yaitu pengerjaan panas dan pengerjaan dingin
d. Pipa dengan unsur Nikel dan paduannya Pipa dengan unsur nikel dan paduannya biasanya dibuat dengan ekstruksi dan cold-drawing. Hasil dari proses ekstruksi ditekan atau shell diubah ke pipa atau tubing dengan cold-drawing dan proses tambahan. e. Pipa dengan unsur titanium dan paduannya Proses ekstruksi merupakan teknik yang biasa digunakan untuk memproduksi pipa titanium. Meskipun metode lainnya dapat digunakan, sebagian volume dari pipa titanium dibuat dalam satu ukuran pada satu kali tidak membenarkan setting-up volume dari mill yang tinggi. • Pipa tempa (Forged pipe) Pembuatan Pipa yang ditempa diutamakan dalam ukuran pipa yang lebih besar dan ketebalan dinding pipa yang lebih berat. Terdapat dua tipe dari forged pipe ini yang terdapat dalam spesifikasi ASTM untuk testing dan material yaitu Forged and bored pipe dan Hollow forged pipe.
a. Forge dan Bored Pipe Batang( billetlingot) baja dipanaskan sampai 2300"F (12600C) kemudian diulur atau dipanjangkan dengan ditempa sehingga diameternya 1 in. lebih besar dari diameter akhir yang diinginkan. Kemudian billet dilewatkan ke mesin bubut untuk dibuang kelebihannya sehingga diameter luarnya sesuai dengan keinginan. Bagian dalam kemudian di bor dari salah satu atau kedua ujung pipa hingga mencapai diameter dalam tertentu. Dengan proses ini, dihasilkan pipa secara komersial. Dengan diameter 10-30 in dan ketebalan 1 1/2-4 in, Telah dihasilkan pula pipa dengan panjang 50 ft dan berat 100 ton b. Hollow Forged Pipe Dihasilkan langsung dari baja yang dilelehkan dalam sebuah electric arc Furnace. Secara komersial dihasilkan pipa dengan diameter 10-30 in dan ketebalan 1 ½-4 in. Metode forging belum digunakan untuk menghasilkan non ferrous pipe secara komersial
• Pipa las (Welded pipe) Pengelasan dari piringan, skelp, atau koil kepipa dilakukan dengan pemanasan dan pengelasan tempa untuk pipa las butt (butt-weld pipe) atau dengan pengelasan penyatuan mengerjakan resistansi listrik, flash, pengelasan submerged-arc, gas inert tungsten-arc welding, atau gas-shielded yang dapat digunakan pada pengelasan metal-arc. Kelim yang dilas bisa secara kelim longitudinal pararel terhadap sumbu dari pipa atau las spiral. Untuk material yang mengandung unsur ferrous dilakukan furnace welded pipe dan fusion welded pipe serta unsur Non ferrous • Pipa cor (Cast pipe) Pipa cor dibuat dengan pengecoran statis atau pengecoran sentrifugal. Pada pipa pengecoran statis secara umum dibatasi untuk pipa dengan ukuran panjang yang relatif pedek. Katup, fitting dan komponen lain diproduksi dengan pengecoran dengan pasir (sand casting).
a. Cast-Iron pipe Pipa besi cor memiliki umur yang relatif lama karena dinding yang berat dan ketahanan yang baik terhadap korosi baik internal ataupun eksternal. Pipa ini digunakan untuk sistem distribusi air dan gas dan jalur limbah dalam kota, khususnya dibawah jalan aspal dimana sangat penting menggunakan material yang mempunyai umur panjang untuk menghindari penggantian pipa.
