Agus Septa Mulyanto/12503241030/P1
Perancangan Sistem Pemipaan
5
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)
Sebagai contoh dari proses yang digunakan dalam proses pembuatan pipa yaitu pipa yang dicor (cast) secara sentrifugal dan dilakukan pengerjaan dingin melalui ekspansi hidrolik yang akan mengubah struktur metalurgi dari coran tersebut. Pipa las juga dilakukan peng-ekspansian dingin (pemuaian dingin) atau cold-reduced melalui beberapa manufaktur untuk menghasilkan keseragaman daya tahan panas material. Pemuaian dingin juga akan meningkatkan garis kekuatan luluh. Pada setiap klasifikasi, sejumlah proses khusus dilakukan.
Pipa Tanpa Kelim Dengan Proses Tempa ( Wrought Seamless Pipe)
A.1 Pipa Dengan Unsur Ferrous
Ada empat metode yang digunakan yaitu:
A.1.1 Penembusan Secara Rotari (Hot Rotary Piercing)
Metode ini adalah metode yang paling sering digunakan, yaitu penembusan satu atau dua piercing mills yang dipanaskan, dimana piercing mills tersebut terdiri dari sepasang roller silinder yang berputar pada arah yang sama dengan sumbu yang ditandukkan dari masing-masing roller. Metode ini terdiri dari 4 proses yaitu piercing mill, plug rolling mill, reeling mill, dan sizing mill, yang dapat dilihat pada gambar 1. Billet baja, pada temperatur forging 2200-2400F, didorong ke dalam piercing mill , dimana billet tersebut dicekam oleh 2 roller yang berputar dan membawa billet ke titik penembus untuk membentuk lubang sepanjang billet tersebut. Untuk pipa yang besar, dilakukan operasi kedua yang serupa untuk mengurangi ketebalan dinding dan meningkatkan diameter dan panjang billet yang telah dipiercing. Billet hasil piercing masih berupa tube yang kasar dan masih perlu dilakukan pengerjaan finishing untuk menghasilkan pipa. Untuk pengurangan diameter dan ketebalan dinding yang lebih jauh lagi serta meningkatkan ukuran panjang dilakukan dengan memutar billet ke mandrel pada plug-rolling mill. Fungsi dari reeling mill, yaitu untuk memoles bagian dalam dan luar permukaan tube serta untuk menempatkan tube, yang mana bentuk oval masih terbentuk dan terlewatkan pada waktu proses di plug-rolling mill. Pipa jika diperlukan dilakukan reheated untuk dilakukan penyesuaian ukuran diameter pipa yang diinginkan. Ukuran diameter roller pada sizing mill ini lebih kecil dari pipa yang datang dari reeling mill.
A.1.2 Proses Pilger-mill
Pada proses ini, mandrel dengan panjang 10ft dan diameter yang mendekatidiameter bagian dalam pipa kemudian ditekan ke ingot atau billet dengan penumbur hidrolik. Mandrel yang dibungkus di dalam ingot diletakkan diantara roll dari pilger mill. Roll ini mempunyai bentuk kontur yang berhubungan (Cam) dan berputar berlawanan arah yang mana ingot ditekan oleh penumbur hidrolik dan mekanismeair-cylinder. Perputaran dari roll menghasilkan efek yang ekivalen dari pukulan hammer yang akan mengurangi/mereduksi dinding ingot melaui forging melawan mandrel dan membawa ingot dan madrel melawan kembali penumbur dan karenaalasan inilah proses ini dinamakan proses rotary-forged. Proses pilger mill dapat dilihat pada gambar 1 berikut.
Gambar 1. Proses Pilger Mill
A.1.3 Proses Push-bench (cupping)
Pada beberapa penggilingan pipa, ingot baja dipanaskan hingga temperatur 2300 F. Kemudian diletakkan pada container melingkar dan dihantam hingga berbentuk cup. Hantaman harus terukur hingga tekanan material mengikuti kontur dari container dan, mengisi cekungan diantara dinding dan ingot. Ujung silinder yang tertutup (Cup) di reheated dan ditekan, dengan ujung tertutup melalui rangkaian 3 sampai 12 die, dari berturut-turut pengurangan diameter, mounted pada horizontal bench. Proses reheating diantara operasi penarikan mungkin diperlukan, mesin mandrel-extracting kemudian mengendurkan mandrel dan menarik mandrelkeluar dari tube. Cup dipotong dengan gergaji melingkar. Pengerjaan akhir yaitu cold-rolling atau meluruskan dari tube. Proses ini secara khusus cocok untuk diameter kecil (hingga 4 in). Proses ini dapat dilihat pada gambar 2 berikut ini.
Gambar 2. Proses Push-bench
A.1.4 Prose Ekstruksi
Proses ekstruksi terdiri dari dua peralatan yaitu penekanan vertikal (vertical presses) dan penekanan horizontal (Horizontal presses). Lihat gambar 4 dan 5. Padahorizontal presses penembusan dilakukan pertama kali sebagai langkah yangterpisah atau cekungan digunakan dengan mandrel dan die. Tungsten-chromium-carbon dan chromium-tunsten-molbdenum-alloy steels dengan kekerasan mendekati46 Rockwell C digunakan untuk mandrels dan die serta peralatan lainnya. Glassmerupakan pelumas yang paling efektif. Billet di lapisi dengan lapisan dari bubuk glass yang menyebar ke selimut asbes dari parasut yang mana mengirim billet daritungku ke press. Pada proses tubing dimana operasi extruding selesai dalam beberapa detik,tube secara umum ditransferkan ke reducing mill ketika masih pada temperatur hot forging. Baja karbon, paduan baja dan stainless stell untuk tubing diproduksidengan metode ini dengan diamter dari 3/8 hingga 4 in dan dengan panjang pipa 30-60 ft, ukuran pipa dari 8-24 in dan ketebalan dinding dari 0.5-3 in.
Gambar 4. Prose Ekstruksi
A.2 Pipa Dengan Unsur Aluminium Dan Paduannya
Pipa dengan unsur aluminium dan paduan dibuat dengan die dan prosesekstruksi mandrel pada ukuran 1 in dan lebih besar lagi. Cekungan sekitar ingotdigunakan dengan pengecoran cekungan atau dibuat dengan pengeboran ingot padat. Setelah ingot di preheated pada temperatur tertentu (tergantung paduan), ingot di ektruksi pada silinder ekstruksi. Mandrel memanjang melalui ingot danmelalui die ekstruksi dan hal itu menyediakan ruang anular untuk aliran aluminiumketika ingot ditekan.Beberapa paduan memerlukan heat treatment untuk mendapatkan sifatmekanis yang diinginkan. Ini dapat seperti quenching atau pemisahan tungku heattreating.
A.3 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 paduandiproduksi dengan proses yang sama dan peralatan yang sama, yaitu pengerjaan panas dan dingin. Pipa tanpa kelim di buat dengan salah satu prinsip proses dibawah ini:
Proses penembusan panas; kebanyakan pipa dibuat dengan mesin Mannesmann.3-12 ukuran diameter tembaga padat atau billet paduan dipanaskan hingga 800-900C dan dilewatkan pada dua roll.
Proses ekstrusi, billet dipanaskan dari temperatur 700-900oC tergantung paduannya. Dan diletakkan pada container atau silinder baja yangb membatasi billet panas ketika tekanan tinggi yang digunakan untuk menekan logam melalui die.
Proses Cup-and-Draw
Proses penarikan (Drawing Process
Proses tube-rolling
A.4 Pipa Dengan Unsur Nikel dan Paduannya
Pipa dengan unsur nikel dan paduannya biasanya dibuat dengan ekstruksidan cold-drawing. Hasil dari proses ekstruksi ditekan atau shell diubah ke pipa atautubing dengan cold-drawing dan proses tambahan.Proses Ekstruksi; proses ini sama dengan yang ditunjukkan pada gambar 5,dan paling banyak digunakan. Extruded tubing dibuat dengan diamter luar 2.5hingga 9 ¼ in; ketebalan dinding 0.25 hingga 1 in, panjang maksimum antara 3hingga 30 ft, tergantung parameter lainnya. Pada penambahan ke tube silinder halini praktis untuk menekan bentuk tubular dari geometri yang relatif dan simetris.
A.5 Pipa Dengan Unsur Titanium Dan Paduannya
Proses ekstruksi merupakan teknik yang biasa digunakan untuk memproduksi pipa titanium. Meskipun metode lainnya dapat digunakan, sebagianvolume dari pipa titanium dibuat dalam satu ukuran pada satu kali tidak membenarkan setting-up volume dari mill yang tinggi. Proses ekstruksi ini sangatcocok untuk banyak die merubah yang dibuthkan oleh titanium, proses ekstruksididominasi secara hidrolik, dengan operasi penumbur dalam bidang horizontal.Billet titanium ditembus atau dibor terlebih dahulu sebelum di ekstruksi. Billetdipanaskan mendekati 1800 F dan ditekan melalui die ke mandrel.
Forged Pipe
Pembuatan Pipa yang ditempa diutamakan dalam ukuran pipa yang lebih besar danketebalan 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.Pada forged and bored pipe, billet baja atauingot pertama kali dipanaskan pada temperatur hingga 2300 F dan kemudianditeruskan dengan proses forging dengan menggunakan pemukul forging atau penekanan berat untuk mendapatkan pendekatan diameter 1 inci lebih besar daridiameter yang diinginkan. Billet lalu di bubut untuk membuang kelebihan baja danmenghasilkan diameter luar yang actual. Bagian dalam pipa dibor dengan pengeboran khusus atau trepanning tool. Dengan proses ini banyak diproduksi pipadengan diameter 10-30 in dan ketebalan dinding 1.5- 4 in. Proses permesinan yangtelah dilakukan juga mengijinkan ketebalan pipa rata-rata untuk ditahan hinggamendekati batas minimum dari dinding yang dibutuhkan oleh perancang dalamsistem perpipaan.
Welded Pipe
Pengelasan dari piringan, skelp, atau koil ke pipa dilakukan dengan pemanasan dan pengelasan tempa untuk pipa las butt(butt-weld pipe)atau dengan pengelasan penyatuan 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 pararelterhadap sumbu dari pipa atau las spiral. Untuk material yang mengandung unsur ferrous dilakukan furnace welded pipe dan fusion welded pipe.
C.1 Furnace Welded Pipe
Atau yang dikenal dengan continous-welded atau butt-welded pipe hanya cocok untuk grade baja karbon. Pipa secara umum dibuat dari tungku-perapian terbuka dan oksigen murni baja bassemer. Pipa FWD mormalnya dipertimbangkan biaya terendah pipa baja. Pipa ini digunakan perpindahan gas tekanan rendah, perpipaan untuk air, udara, sistem uap air tekanan rendah dan hal-hal yang serupa. Pipa FWD ini biasanya dibatasi ke ukuran 4 in atau lebih kecil.
C.2 Fusion Welded Pipe
Pengelasan penyatuan dari pipa dilakuakan dengan metode Resistancewelding, induction welding atau arc-welding. Metode resistance welding terdiri dariempat metode yaitu:
Flash welding
Low-frequency resistance welding
High frequency induction welding
High-frequency resistance welding
C.3 Pipa Dengan Unsur Non Ferrous
Proses fussion-welding dapat dikerjakan untuk pipa dengan unsure nonferrous. Secara ekstensif digunakan proses arc-welding. Di atas dinding pipa, gasinert- gas tungsten-arc process secara luas digunakan.Aluminium dan alloys, sistem piping dengan material ini dimanufaktur dengan salah satu proses resistance welding atau proses arc-welding. Prosedur yangsama juga diberlakukan untuk pengerjaan pada pipa bermaterial aluminium. Kecualihigh-frequency induction welding tidak boleh dikerjakan untuk pipa kurang dari ¾ in diameter.Untuk material tembaga dan paduannya, paduan nikel, dan titanium dan paduannya proses pengelasan tidak cocok digunakan.
Cast Pipe
Pipa cor dibuat dengan pengecoran statis atau pengecoran sentrifugal. Pada pipa pengecoran statis secara umum dibatasi untuk pipa dengan ukuran panjang. Katup, fitting dan komponen lain diproduksi dengan pengecoran dengan pasir(sand casting).
Pipa cor sentrifugal, diproduksi melalui baja yang dicairkan melalui busur listrik atau perapian induksi ke dalam cetakan memutar dan membiarkan logammemadat dibawah tekanan dari gaya sentrifugal. Cetakan biasanya diputar diputar pada sumbu horizontal degan kecepatan 50-200 kali dari gravitasi. Pipa cor sentrifugal diproduksi dengan diameter luar 4-54 in dan panjang hingga 30ft. Aplikasi dari pipa ini digunakan untuk paper mill rolls, gun barrel danlain-lain. Namun pipa ini tidak dianjurkan untuk aplikasi pada temperatur tinggi(>1050 F), dan tekanan tinggi (800psi).
Sumber: Kanaalaq, R. (t.th). Proses Pembuatan Pipa. Diakses dari http://www.scribd.com/doc/140854092/Proses-Pembuatan-Pipa. Pada tanggal 16 September 2014, jam 08.00 WIB.
[Type the company name]
[Type the document title]
