BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Coupling Connections

Coupling adalah alat untuk penyambung antara pipa satu dengan pipa yang

lainnya. Biasanya coupling ini dipakai di dalam pengeboran minyak bumi.

Coupling ini terbuat dari pipa tanpa kampuh berasal dari Green Pipe yang diimpor

dari luar negeri dimana supliernya adalah Argentina, Tamsa (Mexico), Tubos

Reunidas (Spanyol) dan Kawasaki atau NKK dari Jepang. Semua Hasil produksi

diprioritaskan untuk dalam dan luar negeri.

Gambar 1 Coupling Connections

7

Berdasarkan ukurannya Jenis jenis sambungan coupling terdiri dari:

1. Sambungan Coupling Casing

Sambungan Coupling casing adalah sambungan pipa yang digunakan dalam

pengeboran minyak bumi. casing ini berfungsi sebagai pelindung sumur bor

terhadap runtuhan tanah. Coupling casing connections ini mempunyai ukuran

4 1/2” sampai dengan 24 1/2”.

2. Sambungan Coupling Tubing

Sambungan Coupling tubing adalah sambungan pipa yang digunakan dalam

pengeboran minyak bumi. Tubing ini berfungsi mengalirkan minyak atau

fluida dari dalam sumur ke permukaan. Coupling tubing connections ini

mempunyai ukuran 2 3/8” sampai dengan 4 1/2”.

(http://www.pumpfundamentals.com/pump_glossary)

B. Grade Pipa Baja

Jenis pipa baja yang dibuat harus sesuai dengan kondisi lingkungan, tekanan

internal dan eksternal, kedalaman sumur serta tingkat keasaman. Kelas pipa baja

yaitu:

Gambar 2 Tabel grade pipa baja

8

1. Severe Sour Service adalah Grade pipa yang dibuat untuk lingkungan tingkat

keasaman yang tinggi dan terhadap keretakan akibat dari korosi.

2. High Collapse Service adalah Grade pipa yang dibuat untuk sumur tekanan

eksternal yang tinggi, dengan peningkatan optimalisasi kinerja dari tabung

tubular.

3. High Collapse & Sour Service adalah Grade pipa yang dibuat untuk sumur

minyak dan gas, dengan tekanan eksternal yang tinggi dan lingkungan yang

mengandung asam.

4. Deep Well Service adalah Grade pipa yang dibuat untuk sumur yang dalam.

Kekuatan, keuletan serta ketangguhan patah diperlukan.

5. Critical Service adalah Grade pipa yang dibuat untuk lingkungan CO2 ringan

dengan pilihan baja karbon untuk ketahanan terhadap korosi.

6. Low Temperature Service adalah Grade pipa yang dibuat untuk ketangguhan

terhadap retak dan dirancang untuk digunakan dalam suhu rendah, seperti

daerah Antartika.

7. High Ductility adalah Grade pipa yang dibuat untuk aplikasi lebih luas

8. Thermal Service adalah Grade pipa yang untuk produksi minyak densitas

tinggi.

(www.tenaris.com)

C. Tahapan Pembuatan Coupling Connectios

Pembuatan sambungan coupling biasanya dilakukan dengan tahapan sebagai

berikut:

9

1. Pemotongan

Coupling stock yang berasal dari finishing dipotong sesuai dengan spesifikasi

coupling untuk menghasilkan coupling blank. Coupling blank kemudian

dikirim ke mesin CNC untuk penguliran/threading.

2. Penguliran

Jenis spesifikasi yang digunakan pada peroses pembuatan theading/ ulir untuk

coupling adalah standarisasi API atau Hydrill premium. Proses pembuatan ulir

ini dibuat pada mesin CNC.

3. Pemeriksaan

Pemeriksaan tentang ukuran-ukuran dari coupling tersebut, sesuai dengan

standarisasinya masing-masing dan pesanan. Bagian-bagian yang harus

diamati adalah:

a. Bentuk Ulir

b. Sudut bevel

c. Jarak pitch

d. Ketinggian ulir

e. Taper

4. die stamping

Setelah pemeriksaan, kopling ini, ditandai dengan mesin die stamping yang

mengidentifikasi bahan dengan data sebagai berikut:

a. Pabrikan

b. API Monogram

10

c. Tingkat baja

d. Tanggal manufaktur

5. Pelapisan

Pelapisan digunakan untuk menghindari threading coupling yang telah dibuat

supaya tidak rusak disaat penyambungan.

a. Degreasing: kopling dilumasi dalam suatu larutan pada 800 C untuk

membuang kotoran, minyak emulsi, minyak tahan korosi dan pelumas.

b. Pengawetan: permukaan oksidasi dikeluarkan dengan solusi air asam.

Hal ini dilakukan ketika permukaan kopling non-fosfat dilapisi lapisan

oksidasi. Kemudian, coupling dibilas dengan air

c. Pencucian: setelah pengawetan, kopling dicuci.

d. Aktivasi: mengaktifkan permukaan coupling untuk memastikan

pembentukan lapisan Kristal fosfat yang melekat

e. Phospatizing: coupling dilapipsi lapisan fosfat dengan cara di redam.

f. Pencucian: setelah coupling di fosfat kopling dicuci.

g. Meminyaki: kopling fosfat diminyaki untuk melindungi permukaan dari

lingkungan korosif.

h. Pengeringan: ini adalah stasiun terakhir dimana coupling yang dilumasi

dengan pelumas dikeringkan dengan udara panas.

6. Pengecatan

Setelah proses pelapisan/phospat selesai, kopling dikerjakan di mesin

pengecetan painting. Dengan warna yang berbeda sesuai dengan identifikasi

kelas baja.

(Stagnetto, Vicente . 2009)

11

D. Pengertian Threading Coupling Connections

Threading coupling connections adalah ulir yang terdapat pada sambungan

coupling yang berfungsi sebagai penghubung antara pipa yang satu dengan pipa

yang lain. Dari bentuk dan profil threading inilah bisa ditentukan jenis-jenis

sambungan coupling tersebut.

Adapun jenis-jenis dari threading coupling connections adalah sebagai berikut:

1. API Connections

a. Eight round

Jenis sambungan coupling API, profil ulirnya berbentuk segitiga dengan

banyaknya ulir atau modul dari ulir sepanjang 1” berjumlah 8 (delapan)

Gambar 3 Profil ulir eight round

b. Ten round

Jenis sambungan coupling API, profil ulirnya berbentuk segitiga sama

halnya dengan type Eight round akan tetapi banyaknya ulir atau modul

dari ulir sepanjang 1” berjumlah 10 (sepuluh)

Gambar 4 Profil ulir ten round

c. Buttres

Jenis coupling connections API, dari profil ulir nya berbentuk trapesium.

Gambar 5 Profil ulir buttres

a

b

c

12

2. Hydrill Connections

a. Seri Blue TM.

Seri Tenaris Hydrill BlueTM merupakan teknologi sambungan pipa

premium, yang dirancang untuk kedalaman sumur paling dalam dan

sensitif. Jenis sambungan pipa ini adalah sambungan untuk operasi

pengeboran sempurna di perminyakan seluruh dunia. Jenis seri ini dibagi

menjadi tiga: (a) TSH BLUE, (b) TSH BLUE Thermal Linier, (c). TSH

Near Flush

Gambar 6 Profil Threading a). TSH BLUE, b). TSH BLUE Thermal Linier, c). TSH Near Flush

b. Wedge 500™

Seri Tenaris Wedge 500™ merupakan teknologi sambungan pipa premium

yang dirancang untuk kekuatan dan torsi yang tinggi serta tahan terhadap

tegangan tekan dan lentur.

13

Wedge 500™ merupakan jenis pipa dengan ketebalan dinding yang tipis.

Sambungan jenis pipa ini dapat diaplikaskan pada ruang yang berliku,

karena profil threading nya tahan terhadap kelenturan.

Sambungan threading coupling seri Wedge ™ 500 terdiri dari: Wedge

563, wedge 521, wedge 523, wedge 511, wedge 513, wedge 503, wedge

553, wedge 533.

Gambar 7 Profil Threading Wedge Series

14

c. Legacy

Legacy merupakan jenis sambungan pipa yang diciptakan oleh tenaris

sendiri selama 60 tahun terakhir serta telah diresmikan oleh dunia

perpipaan.

Kelompok dari jenis Legacy Series dapat diandalkan dalam pengeboran di

seluruh dunia.

Gambar 8 Profil Threading Legacy Series

( www.tenaris.com )

15

E. Thread Desain

Threading pada sambungan pipa coupling dibuat berdasarkan standarisasi yang

telah ditetapkan. Yang harus diperhatikan dalam pembuatan sambungan threading

coupling adalah Diameter luar pipa, diameter dalam pipa, diameter puncak

threading, diameter kaki threading, panjang threading coupling yang saling

berhubungan dengan threading pipa, panjang threading dalam satu modul,

panjang coupling dan tinggi threading. Desain threading coupling dapat dilihat

pada Gambar 8.

Gambar 9 Dimensi Coupling dan Profil Threading

D = Diameter Luar Pipa

NL

d1

d2

d3

d1 d2 d3

16

d = Diameter dalam

d1 = Diameter kaki /diameter besar threading

d2 = Diameter tengah threading

d3 = Diamter puncak/diameter kecil threading

l = Panjang threading yang berhubungan

NL = Panjang Coupling

p = Panjang threading dalam satu modul

h = tinggi threading

(Nieman G, Budiman Anton, Bambang P. 1982)

F. Gaya dan Tegangan-Tegangan Pada Threading

Tegangan yang terjadi pada threading tersebut, disebabkan oleh gaya yang

diterima dan tergantung kepada sifat bahan dari threading penggerak. Tegangan

yang terjadi adalah tegangan bearing, tegangan geser, tegangan tarik dan tegangan

kombinasi.

Gambar 10 Gaya yang terjadi pada threading

17

1. Tegangan bearing

σ c=F

π . dm .h . n

Dimana :

σ c=¿ tegangan tekan

F=¿ gaya

dm = diameter rata-rata threading

h=¿ kedalaman threading

n=¿ jumlah threading

2. Tegangan bending

Tegangan bending yang terjadi sebesar

σ b=3 F .h

π . dm . n .b2

Dimana :

σ b=¿ tegangan bending

F=¿ gaya

dm = diameter rata-rata threading

h=¿ kedalaman threading

n=¿ jumlah threading

b=¿ tebal threading

3. Tegangan geser akibat bending (pipa sebagai beam)

τ max=3 F

2π .d1 . n . b

(1)

(3)

(2)

18

Dimana :

F=¿ gaya

τ max=¿ tegangan geser maksimum

n=¿ jumlah threading

b=¿ tebal threading

d1=¿ diameter besar threading

4. Tegangan tarik dan tegangan tekan

σ t=4 F

π .d12

Dimana :

F=¿ gaya

τ t=¿ tegangan tarik

d1=¿ diameter besar threading

5. Tegangan Kombinasi, dengan panjang ulir tidak signifikan, sehingga aksi

kolom diabaikan, maka

τ max=❑√( σ

2 )2

+ τ s2

Tegangan geser akibat momen torsi adalah:

τ s=M t(d1/2)

J=

M t(d1/2)π (d1

2/32)=

16 M t

π d13

Persamaan 4 dan 6 dimasukkan ke dalam persamaan 5 sehingga didapat

τ max=❑√( F

2 A )2

+( 16 M t

π d13 )

2

Dimana :

(4)

(5)

(6)

(7)

19

M t=¿ momen torsi

A=¿ luas penampang melintang ¿ π4 (d2+d3

2 )2

d1=¿ diameter besar threading

F=¿ gaya

(Achmad. Zainun. 2006)