Proses Pembuatan Pipa
-
Upload
khangminh22 -
Category
Documents
-
view
0 -
download
0
Transcript of Proses Pembuatan Pipa
PROSES PEMBUATAN PIPA
Berbagai macam proses berbeda yang digunakan dalam pemanufakturan
(pembuatan) pipa, dimana proses-proses tersebut dikelompokkan dalam empat klasifikasi
yaitu:
1. Pipa tanpa kelim dengan proses tempa (Wrought seamless pipe);
2. Pipa tempa (Forged pipe);
3. Pipa las (Welded pipe);
4. 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.
1.1. Pipa tanpa kelim dengan proses tempa (Wrought seamless pipe)
1.1.1. 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. Seperti dalam pengecoran pada pipa baja dengan
komposisi khusus digunakan tungku perapian dengan induksi listrik, untuk
menghasilkan cairan baja tersebut.
Meskipun pembuatan pipa dari baja dicairkan dalam bassemer dikurangi
secara subtansi, pada tahun saat terjadi perang dunia II suatu penemuan tentang
oksigen dan udara-oksigen dalam peubah secara subtansi akan meningkatkan
kegunaan dari peralatan ini, terutama untuk baja karbon. Ada empat metode yang
digunakan yaitu
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.
2. Proses Pilger-mill
Pada proses ini, mandrel dengan panjang 10ft dan diameter yang mendekati
diameter 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 bubungan (Cam) dan berputar
berlawanan arah yang mana ingot ditekan oleh penumbur hidrolik dan mekanisme
air-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 karena
alasan inilah proses ini dinamakan proses rotary-forged. Proses pilger mill dapat
dilihat pada gambar 2 berikut.
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 mandrel
keluar 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 3 berikut ini.
4. Prose ekstruksi
Proses ekstruksi terdiri dari dua peralatan yaitu penekanan vertikal (vertical
presses) dan penekanan horizontal (Horizontal presses). Lihat gambar 4 dan 5. Pada
horizontal presses penembusan dilakukan pertama kali sebagai langkah yang
terpisah atau cekungan digunakan dengan mandrel dan die. Tungsten-chromium-
carbon dan chromium-tunsten-molbdenum-alloy steels dengan kekerasan mendekati
46 Rockwell C digunakan untuk mandrels dan die serta peralatan lainnya. Glass
merupakan pelumas yang paling efektif. Billet di lapisi dengan lapisan dari bubuk
glass yang menyebar ke selimut asbes dari parasut yang mana mengirim billet dari
tungku 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 diproduksi
dengan 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.
1.1.2. 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. Cekungan sekitar ingot
digunakan 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 dan
melalui die ekstruksi dan hal itu menyediakan ruang anular untuk aliran aluminium
ketika ingot ditekan.
Beberapa paduan memerlukan heat treatment untuk mendapatkan sifat
mekanis yang diinginkan. Ini dapat seperti quenching atau pemisahan tungku heat
treating.
1.1.3. 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 paduan
diproduksi dengan proses yang sama dan peralatan yang sama, yaitu pengerjaan
panas dan pengerjaan 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 ekstruksi; billet dipanaskan dari temperatur 700-900 C tergantung
paduannya. Dan diletakkan pada container atau silinder baja yang 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
1.1.4. 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.
Proses Ekstruksi; proses ini sama dengan yang ditunjukkan pada gambar 5,
dan paling banyak digunakan. Extruded tubing dibuat dengan diamter luar 2.5
hingga 9 ¼ in; ketebalan dinding 0.25 hingga 1 in, panjang maksimum antara 3
hingga 30 ft, tergantung parameter lainnya. Pada penambahan ke tube silinder hal
ini praktis untuk menekan bentuk tubular dari geometri yang relatif dan simetris.
1.1.5. 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. Proses ekstruksi ini sangat
cocok untuk banyak die merubah yang dibuthkan oleh titanium, proses ekstruksi
didominasi secara hidrolik, dengan operasi penumbur dalam bidang horizontal.
Billet titanium ditembus atau dibor terlebih dahulu sebelum di ekstruksi. Billet
dipanaskan mendekati 1800 F dan ditekan melalui die ke mandrel.
1.2. 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. Pada forged and bored pipe, billet baja atau
ingot pertama kali dipanaskan pada temperatur hingga 2300 F dan kemudian
diteruskan dengan proses forging dengan menggunakan pemukul forging atau
penekanan berat untuk mendapatkan pendekatan diameter 1 inci lebih besar dari
diameter yang diinginkan. Billet lalu di bubut untuk membuang kelebihan baja dan
menghasilkan diameter luar yang actual. Bagian dalam pipa dibor dengan
pengeboran khusus atau trepanning tool. Dengan proses ini banyak diproduksi pipa
dengan diameter 10-30 in dan ketebalan dinding 1.5- 4 in. Proses permesinan yang
telah dilakukan juga mengijinkan ketebalan pipa rata-rata untuk ditahan hingga
mendekati batas minimum dari dinding yang dibutuhkan oleh perancang dalam
sistem perpipaan.
Pada hollow forged pipe, dimana pipa ini diproduksi secara langsung dari cairan
ingot baja dengan pembakaran dengan listrik. Ingot dilakukan proses piercing panas
hingga 2000-2200 F secara penekanan vertical. Dan ingot kemudian ditransfer
untuk ditarik (draw) secara horizontal dimana hasil dari piercing di letakkan ke
mandrel dan dikerjakan melaui rangkaian ring die untuk menghasilkan ukuran yang
diinginkan. Pipa dengan ukuran 10-30 in dan ketebalan dinding sekitar 1.5 –4 secara
normal diproduksi secara komersial. Produk di lakukan proses permesinan pada
diameter dalam dan luar.
1.3. 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.
1.3.1. Furnace welded pipe
Atau yang dikenal dengan continuous-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 normalnya dipertimbangkan
biaya yang terendah pipa baja. Pipa ini digunakan perpipaan 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
1.3.2. Fusion welded pipe
Pengelasan penyatuan dari pipa dilakuakan dengan metode Resistance
welding, induction welding atau arc-welding. Metode resistance welding terdiri dari
empat metode yaitu:
1. Flash welding
2. low-frequency resistance welding
3. High frequency induction welding
4. High-frequency resistance welding