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 la in 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.
Bahan-bahan Pembuatan Pipa dan Jenis-Jenis Pipa
Bahan pipa yang dimaksud adalah struktur bahan baku pipa tersebut, yang dapat dibagi secara umum sebagai berikut: 1. Carbon steel 2. Carbon Moly 3. Galvanees 4. Ferro Nikel 5. Stainless Steel 6. PVC (Paralon) 7. Chrom Moly Sedangkan untuk bahan pipa secara khusus dapat dikelompokkan menjadi : 1. Vibre Glass 2. Aluminium (Aluminium) 3. Wrought Iron (besi tanpa tempa) 4. Cooper (Tembaga) 5. Red Brass (kuningan merah) 6. Nickel cooper = Monel ( timah tembaga) 7. Nickel chrom iron = inconel (besi timah chrom)
Pada dasarnya jenis pipa yang banyak digunakan pada sektor industri adalah Carbon steel, berikut jenis metode yang digunakan untuk pembuatan baja karbon (Carbon steel) :
3.1
Straight Welded Pipe
Biasa disebut juga sebagai pipa UOE. Bahan baku pembuatan pipa ini adalah pelat baja dengan bentuk profil strip. Pelat baja tersebut dibentuk menjadi pipa dengan melengkungkan pipa tersebut kearah sumbu pendeknya dengan roll pembentuk (shaper roll) sehingga membentuk pipa sebuah pipa. Celah pertemuan kedua sisi pelat strip tersebut kemudian di las memanjang sehingga membentuk sebuah pipa tanpa celah. Detail pembuatan butt-welded pipe ditunjukkan pada gambar dibawah. Pipa ini memiliki keunggulan dimana kualitas dari dinding pipa sangat mudah untuk dikontrol dan memiliki ketebalan yang seragam. Hal ini disebabkan karena pipa ini berasal dari pelat strip yang pembuatannya relative sangat mudah untuk dikontrol kualitas dan ketebalan pelatnya, sehingga hasil saat dibuat menjadi pipa pun relative sama baiknya dengan kualitas pelatnya sebelum jadi. Selain itu, apabila dibutuhkan pipa menerus yang cukup panjang, pipa ini memiliki keunggulan karena mudah untuk difabrikasi. Namun didalam industri migas, pipa jenis ini lebih sering ditemukan dalam bentuk elbow. Pipa jenis ini dihindari sebagai pipa panjang karena memilik kelemahan pada sambungan las kedua tepi pelat strip pada saat pembuatannya, dimana memerlukan inspeksi pada area pengelasannya, memanjang sepanjang pipa tersebut.
3.2
Seamless Pipe
Seamless pipe dalam arti bahasa artinya pipa tanpa sambungan. Dalam praktek pembuatannya, seamless pipe memang merupakan pipa yang dibentuk tanpa membuat sambungan sama sekali, sehingga tidak ada bagian dari pipa yang pernah terganggu atau berubah materialnya akibat panas pengelasan. Pipa ini dibuat dari baja silinder pejal, yang dilubangi
dalam
kondisi
hampir
meleleh,
biasa
disebut billet .
Ketebalan
dengan
menggunakan metode ini, pipa yang memiliki ketebalan berapapun memungkinkan untuk diproduksi
3.3
Spiral Welded Pipe
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.
3.4
Proses Pembuatan Pipa Spiral 3.4.1
Proses Pembuatan Pipa Dengan Cara Spiral
Gambar Pipa Spiral
Pipa baja las spiral dibuat dari pelat dalam bentuk gulungan (coil). Setelah gulungang peat di buka, diteruskan ke bagian meratakan pelat dan lalu ke rol-rol pembentuk (Forming Roll ) yang akan membentuknya ke bentuk spiral Pengelasan spiral dilakukan dengan Submerged Arc Welder secara otomatisdan terus menerus. Pertama pada bagian bawah pipa yang berputar dari dalam lalu bagian atas dari sebelah luar. Pipa-pipa yang telah dilas, di potong pada panjang-panjang tertentu dengan mesin Automatic Cut Off Mechine. Jika diperlukan oleh pelanggan, pemeriksaan pipa spiral bisa dil akukan dengan sinar X-ray dan ultrasonic
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. Proses pembentukannya seerti yang terlihat pada bagan dibawah ini
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 11. Hydrostatic Testing
12. auto Length-Measuring and Weighing 13. Coating and Marking 14. storage
3.4.2
Spesifikasi Produk , Ukuran dan Metode Pengujian
ASTM : American Society for testing and material AWWA : American Water Work Association BSS : British Standard Association JIS : Japanase Industrial Standard DIN : Deutch Industrie Norm SNI : Standar Nasional Indonesia API : American Petroleum Institute Jenis pengujian dan pemeriksaan pada logam dibagi kedalam pengujian merusak ( Destructive Test ) dan pengujian tidak merusak ( Non Destructive Test ), yang termasuk kedalam pengujian merusak antara lain: Pengujian mekanik
- Uji tarik (tensile) - Uji tekuk ( guided bend test ) - Uji takik (V-notch)
- Uji kekerasan Uji metalografis
- Pengujian makro - Pengujian mikro Analisis kimia
Sedangkan 6 jenis pemeriksaan dan pengujian tidak merusak yang sering dilakukan adalah sebagai berikut :
Visual inspection
Liquid penetrant
Magnetic
Ultrasonic
Eddy current
X- Ray
Benda uji untuk uji mekanis diambil dari pipa yang telah melalui proses mechanical expander , untuk pipa jenis ini prosedur tes dan pengambilan sampel harus s esuai dan mengacu kepada standar A 370 Test Methodes and Definition for Mechanical Testing of Steel Product [4], karena pada penelitian ini yang akan dikualifikasi adalah pembuatan pipa baja las berdasarkan welding prosedur yang dibuat dan bukan terhadap pipa produksi masal, maka pengujian dilakukan dengan mengacu pada ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section IX
4. Aplikasi Penggunaan Pipa di Lapangan
Penggunana pipa ini sangat banyak aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari, mulai dari keperluan rumah tangga sampai keperluan insdustri besar. Contoh simpel saja untuk keperluan rumah tangga adalah untuk mengalirkan pipa-pipa dari sumur, dari PDAM, instalasi pipa rumah tangga pada umumnya. Sedangkan untuk keperluan industri sangat banyak sekali seperti pada industri kelistrikan, industri perminyakan, industri gas. Kesemuanya tidak akan dapat berjalan secara bai k tanpa adanya pipa
5. Kesimpulan
Manfaat penggunaan pipa dalam kehidupan sangat banyak dalam kehidupan sehari-hari, mulai dari keperluan rumah tangga dan keperluan industri.
Proses dan cara pembuatan pipa juga bermacam-macam dan juga pemilihan bahannya.
Proses pembuatan pipa di pabrik harus memenuhi standard QA/QC yang baik dan pengujian.
DAFTAR PUSTAKA
Groover M.P, “Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems”, JohnWiley & Sons, 2010
Bill Buckland, “ An Introduction into the production and specification of steel plate pipe”, Pile Driver 2005
ASTM A139 - 04, Standard Specification for Electric-Fusion (Arc)-Welded Steel Pipe (NPS 4 and Over), 2010
ASTM A370 – 14, Standard Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products Annual Book of ASTM Standards, Section one, Vol. 01.01, 2005
