MAKALAH PROSES PEMBUATAN PIPA 1. Latar Belakang
Dalam era globalisasi ini, perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi semakin pesat dan kompleks, menuntut kita sebagai mahasiswa agar selalu aktif dan kreatif dalam mengikuti perkembangan zaman yang semakin modern. Dalam hal ini khususnya sebagai mahasiswa teknik mesin yang sedikit banyaknya memberikan wawasan perkembangan teknologi. Salah satu dari sekian banyak materi yang ada dalam teknik mesin manufaktur. Dimana dalamnya banyak membahas tentang ilmu-ilmu logam, proses produksi logam, dan hal-hal lain yang berkaitan dengan bahan.
Kebaradaan pipa sangat dibutuhkan khususnya untuk saluran-saluran air, saluran gas, saluran minyak, tiang konstruksi dan sarana-sarana lain yang dewasa ini banyak didirikan dan dibangun. Metode pembuatan pipa yang dikenal ada beberapa cara yaitu dengan pengecoran, pengelasan spiral(spiral-welded), pengelasan memanjang(lap-welded). Metode-metode ini masing-masing mempunyai kelebihan dan kekurangan, dan pemilihannya pun tergantung pada besar kecil dimensi dan tujuan pemakainya.
2. Pengertian
Pipa adalah sebuah saluran tertutup yang berbentuk lubang silinder dengan lubang di tengahnya yang terbuat dari logam maupun bahan-bahan lain yang digunakan sebagai sarana pengaliran atau transportasi fluida, sarana pengaliran atau transportasi energi dalam aliran. Dalam dunia industri, pipa biasanya digunakan untuk mengalirkan suatu fluida, baik fluida yang berbentuk cair maupun yang berbentuk gas. Bentuk kontruksi pipa yang terdapat di suatu perusahaan industri dipengaruhi oleh jenis fluida yang akan dialirkan melalui pipa dengan berbagai pertimbangan terhadap pengaruh lingkungan yang ada. Fluida yang mengalir ini memiliki temperature dan tekanan yang berbeda-beda. Pipa biasanya ditentukan berdasarkan nominalnya sedangkan ‘TUBE’ adalah salah satu jenis pipa yang ditetapkan berdasarkan diameter luarnya.
3. Proses Pembuatan Pipa
3.1 Proses Pembuatan Pipa Dengan Cara Spiral
Gambar 3.1 Pipa dengan Cara Spiral
Dalam pasaran Indonesia biasa disebut pipa spiral, ada juga yang menyebutnya pipa casing. Meskipun namanya demikian, bukan berarti pipa ini berbentuk spiral, namun lebih merujuk kepada bahan baku pembuatannya yang merupakan pelat baja strip yang dibentuk menjadi spiral dan kemudian disambung sehingga membentuk sebuah pipa.
Dalam system perpipaan, jenis pipa ini sangat dibatasi penggunaannya hanya untuk kebutuhan pipa dengan tekanan rendah karena ketipisannya. Bahkan dalam industri migas, pipa ini tidak digunakan dalam system pipa bertekanan, kebanyakan hanya digunakan sebagai casing untuk pondasi, atau pun sebagai pipe support. Keuntungan pipa ini adalah dapat dibuat menjadi sangat besar dengan mudah. Namun pipa ini memiliki kelemahan dimana ketebalan untuk dapat membuat spiral cukup terbatas, sehingga pipa ini relative tipis. Selain itu, jumlah sambungan yang cukup banyak per satuan panjangnya membuat inspeksi pengelasan menjadi lebih banyak -jauh lebih banyak dari pada straight welded pipe- apabila akan digunakan sebagai pipa bertekanan.
1. Raw Material Inspection 2. Uncoiling
3. Rough Leveling
4. End Cutting and Butt Welding 5. Precision Leveling
6. Delivering
7. Forming By Inner and Outer Welding
8. Welding Slag Cleaning & Overall Inspection
9. repair Welding, X-Ray Inspection, Scanning, And Re-Inspection By Manual UT 10. Chamfering
12. auto Length-Measuring and Weighing 13. Coating and Marking
14. storage
Proses Produksinya
1. Tempatkan dua pipa untuk dihubungkan pada permukaan datar yang sama dan menjaga mereka koaksial.
2. Pastikan sudut bevel memenuhi syarat. Spiral dilas tabung baja kami menawarkan standar sudut bevel antara 30 ° dan 35 °. Untuk produk dengan sudut bevel lainnya, sebutkan dalam kontrak order.
3. Dalam 30 menit setelah pengelasan, jangan memindahkan tabung dilas untuk menghindari retak las.
4. Dalam 24 jam setelah pengelasan, kami tidak melakukan uji tak rusak. Jika pengujian ini sangat mendesak, harus dilakukan setidaknya 12 jam setelah pengelasan. Karena beberapa cacat pengelasan terjadi selama jalur pengelasan proses pendinginan, dan dengan demikian tidak dapat dideteksi segera.
3.2 Proses Pembuatan Pipa Longitudinal
The ERW pipa baja juga dikenal sebagai pipa jahitan lurus. Hal ini diproduksi dengan menggunakan pengelasan resistansi listrik. Las yang terletak di dalam tabung dan tidak terlihat dari luar. Tabung umumnya digunakan dalam aplikasi angkut fluida tekanan rendah, seperti transfer air, gas batubara, udara, minyak, dan uap. Menurut ketebalan dinding, tabung dilas diklasifikasikan ke dalam jenis umum dan jenis berdinding tebal. Kami dapat menawarkan produk dengan disesuaikan ketebalan dinding sesuai dengan kebutuhan spesifik klien dengan deviasi ketebalan tidak lebih dari 0,25 mm.
1. Uncoiling 2. Strip Leveling 3. End Cutting
4. End Shearing and Welding 5. Accumulator
6. Forming
7. Induction Welding 8. Seam Heat Treatment 9. air/Water Cooling
10. Seam/Body UT
11. Sizing and Straightening 12. Cutting
13. Visual and Dimension Inspection 14. Hydrostatic Test
15. End Facing and Chamfering 16. Flattening Testing
17. Marking
18. Length-Measuring and Weighing 19. Seam/End UT
20. Coating 21. Storage
3.3 Pipa Tanpa Kelim Dengan Proses Tempa ( Wrought Seamless Pipe) 3.3.1 Pipa Dengan Unsur Ferrous
Ada empat metode yang digunakan yaitu:
a . P e n e m b u s a n S e c a r a R o t a r i ( H o t R o t a r y P i e r c i n g )
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.
b . P r o s e s P i l g e r - m i l l
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 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.
c. 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 ko ntur 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.
d. 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.
3.3.2 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:
1. 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.
2. 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.
3. Proses Cup-and-Draw
4. Proses penarikan (Drawing Process 5. Proses tube-rolling
3.3.4 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.
3.3.5 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.
3.4 Prose Pembuatan Pipa UOE
UOE adalah metode yang digunakan untuk produksi pipa diameter besar. Tepi longitudinal pelat baja yang pertama miring menggunakan peralatan penggilingan karbida. Piring miring kemudian dibentuk menjadi bentuk U menggunakan U-tekan dan kemudian menjadi O bentuk menggunakan O-tekan.
Metode piramida gulungan, dan metode U-O-E. Perbedaan dalam proses hanya ditemukan dalam metode membentuk silinder. Dalam piramida gulungan memproses silinder terbentuk antara 3 gulungan diatur dalam mode piramida. Sesuai namanya; metode UOE menggunakan "U" tekan, dan "0" pers untuk membentuk. Bagian lain dari proses seperti finishing dan pemeriksaan serupa. Kedua proses menggunakan pelat baja datar sebagai bahan baku.
