Pipa baja adalah tabung berongga panjang yang digunakan untuk berbagai keperluan. Pipa ini diproduksi dengan dua metode berbeda, yaitu pipa las atau pipa tanpa sambungan. Dalam kedua metode tersebut, baja mentah terlebih dahulu dituang ke dalam bentuk awal yang lebih mudah dikerjakan. Kemudian, baja tersebut dibentuk menjadi pipa dengan meregangkan baja hingga membentuk tabung tanpa sambungan atau dengan menekan ujung-ujungnya hingga menyatu dan menyegelnya dengan las. Metode pertama untuk memproduksi pipa baja diperkenalkan pada awal tahun 1800-an, dan terus berkembang menjadi proses modern yang kita gunakan saat ini. Setiap tahun, jutaan ton pipa baja diproduksi. Keserbagunaannya menjadikannya produk yang paling sering digunakan dalam industri baja.
Sejarah
Manusia telah menggunakan pipa selama ribuan tahun. Mungkin penggunaan pertama pipa dilakukan oleh para petani kuno yang mengalihkan air dari sungai dan anak sungai ke ladang mereka. Bukti arkeologis menunjukkan bahwa orang Tiongkok telah menggunakan pipa buluh untuk mengalirkan air ke lokasi yang diinginkan sejak 2000 SM. Pipa tanah liat yang digunakan oleh peradaban kuno lainnya telah ditemukan. Pada abad pertama Masehi, pipa timah pertama dibangun di Eropa. Di negara-negara tropis, pipa bambu digunakan untuk mengalirkan air. Orang Amerika kolonial menggunakan kayu untuk tujuan serupa. Pada tahun 1652, saluran air pertama dibuat di Boston menggunakan batang kayu berongga.
Pipa las dibentuk dengan menggulung strip baja melalui serangkaian rol beralur yang membentuk material menjadi bentuk lingkaran. Selanjutnya, pipa yang belum dilas melewati elektroda las. Perangkat ini menyegel kedua ujung pipa.
Sejak tahun 1840, para pekerja besi sudah dapat memproduksi pipa tanpa sambungan. Salah satu metodenya adalah dengan mengebor billet logam padat berbentuk bulat. Billet tersebut kemudian dipanaskan dan ditarik melalui serangkaian cetakan yang memanjangkannya hingga membentuk pipa. Metode ini kurang efisien karena sulit untuk mengebor lubang di tengahnya. Akibatnya, pipa menjadi tidak rata dengan satu sisi lebih tebal daripada sisi lainnya. Pada tahun 1888, sebuah metode yang disempurnakan berhasil dipatenkan. Dalam proses ini, billet padat dicetak mengelilingi inti bata tahan api. Setelah dingin, bata tersebut dilepaskan dan meninggalkan lubang di tengahnya. Sejak saat itu, teknik rol baru telah menggantikan metode-metode ini.
Desain
Ada dua jenis pipa baja, satu tanpa sambungan dan satu lagi dengan satu sambungan las di sepanjang pipa. Keduanya memiliki kegunaan yang berbeda. Pipa tanpa sambungan biasanya lebih ringan dan berdinding lebih tipis. Pipa ini digunakan untuk sepeda dan mengangkut cairan. Pipa dengan sambungan lebih berat dan lebih kaku. Pipa ini memiliki konsistensi yang lebih baik dan biasanya lebih lurus. Pipa ini digunakan untuk keperluan seperti transportasi gas, saluran listrik, dan perpipaan. Biasanya, pipa ini digunakan ketika pipa tidak mengalami tekanan tinggi.
Bahan Baku
Bahan baku utama dalam produksi pipa adalah baja. Baja terutama terbuat dari besi. Logam lain yang mungkin terdapat dalam paduan tersebut antara lain aluminium, mangan, titanium, tungsten, vanadium, dan zirkonium. Beberapa bahan finishing terkadang digunakan selama produksi. Misalnya, cat.
Pipa seamless diproduksi menggunakan proses yang memanaskan dan mencetak billet padat menjadi bentuk silinder dan kemudian menggulungnya hingga meregang dan berlubang. Karena bagian tengah yang berlubang berbentuk tidak teratur, titik penusuk berbentuk peluru didorong melalui bagian tengah billet saat digulung. Pipa seamless diproduksi menggunakan proses yang memanaskan dan mencetak billet padat menjadi bentuk silinder dan kemudian menggulungnya hingga meregang dan berlubang. Karena bagian tengah yang berlubang berbentuk tidak teratur, titik penusuk berbentuk peluru didorong melalui bagian tengah billet saat digulung. digunakan jika pipa dilapisi. Biasanya, sedikit minyak dioleskan ke pipa baja di ujung jalur produksi. Ini membantu melindungi pipa. Meskipun sebenarnya bukan bagian dari produk jadi, asam sulfat digunakan dalam satu langkah manufaktur untuk membersihkan pipa.
Proses Pembuatan
Pipa baja dibuat melalui dua proses yang berbeda. Metode produksi keseluruhan untuk kedua proses tersebut melibatkan tiga langkah. Pertama, baja mentah diubah menjadi bentuk yang lebih mudah dikerjakan. Selanjutnya, pipa dibentuk pada jalur produksi kontinu atau semikontinu. Terakhir, pipa dipotong dan dimodifikasi untuk memenuhi kebutuhan pelanggan. Beberapa produsen pipa baja akan menggunakanmesin pemotong laser tabunguntuk pemotongan atau pelubangan tabung sebelumnya untuk meningkatkan daya saing tabung
Pipa seamless diproduksi menggunakan proses yang memanaskan dan membentuk billet padat menjadi bentuk silinder, lalu menggulungnya hingga meregang dan berlubang. Karena bagian tengah yang berlubang berbentuk tidak beraturan, sebuah ujung penusuk berbentuk peluru didorong menembus bagian tengah billet saat digulung.
Produksi ingot
1. Baja cair dibuat dengan melelehkan bijih besi dan kokas (zat kaya karbon yang dihasilkan ketika batu bara dipanaskan tanpa udara) di dalam tungku, kemudian menghilangkan sebagian besar karbon dengan menyemprotkan oksigen ke dalam cairan. Baja cair kemudian dituangkan ke dalam cetakan besi besar berdinding tebal, di mana baja tersebut didinginkan menjadi ingot.
2. Untuk membentuk produk datar seperti pelat dan lembaran, atau produk panjang seperti batangan dan batang, ingot dibentuk di antara rol besar di bawah tekanan yang sangat besar. Menghasilkan bloom dan lempengan
3. Untuk menghasilkan bloom, ingot dilewatkan melalui sepasang rol baja beralur yang ditumpuk. Jenis rol ini disebut "pabrik penggilingan dua-tinggi". Dalam beberapa kasus, tiga rol digunakan. Rol-rol tersebut dipasang sedemikian rupa sehingga alurnya berhimpitan, dan bergerak ke arah yang berlawanan. Tindakan ini menyebabkan baja terkompresi dan teregang menjadi potongan-potongan yang lebih tipis dan lebih panjang. Ketika rol dibalik oleh operator manusia, baja ditarik kembali sehingga menjadi lebih tipis dan lebih panjang. Proses ini diulang hingga baja mencapai bentuk yang diinginkan. Selama proses ini, mesin yang disebut manipulator membalik baja sehingga setiap sisi diproses secara merata.
4. Ingot juga dapat digulung menjadi lembaran dengan proses yang mirip dengan proses pembuatan bloom. Baja dilewatkan melalui sepasang rol bertumpuk yang meregangkannya. Namun, terdapat juga rol yang dipasang di samping untuk mengontrol lebar lembaran. Ketika baja telah mencapai bentuk yang diinginkan, ujung-ujung yang tidak rata dipotong dan lembaran atau bloom dipotong menjadi potongan-potongan yang lebih pendek. Pemrosesan lebih lanjut
5. Bloom biasanya diproses lebih lanjut sebelum dijadikan pipa. Bloom diubah menjadi billet dengan memasukkannya melalui lebih banyak alat penggulung yang membuatnya lebih panjang dan lebih sempit. Billet dipotong oleh alat yang dikenal sebagai gunting terbang. Ini adalah sepasang gunting tersinkronisasi yang bergerak bersama billet dan memotongnya. Hal ini memungkinkan pemotongan yang efisien tanpa menghentikan proses manufaktur. Billet ini ditumpuk dan pada akhirnya akan menjadi pipa tanpa sambungan.
6. Pelat baja juga diolah ulang. Agar mudah ditempa, pelat baja pertama-tama dipanaskan hingga 1.204°C (2.200°F). Hal ini menyebabkan terbentuknya lapisan oksida pada permukaan pelat. Lapisan ini dipecah dengan pemecah kerak dan semprotan air bertekanan tinggi. Pelat baja kemudian dialirkan melalui serangkaian rol pada mesin penggiling panas dan dibentuk menjadi potongan baja tipis yang disebut skelp. Mesin penggiling ini bisa mencapai panjang setengah mil. Saat pelat baja melewati rol, pelat menjadi lebih tipis dan lebih panjang. Dalam waktu sekitar tiga menit, satu pelat baja dapat diubah dari sepotong baja setebal 15,2 cm (6 inci) menjadi pita baja tipis yang panjangnya bisa mencapai seperempat mil.
7. Setelah diregangkan, baja diasamkan. Proses ini melibatkan pengasaman baja melalui serangkaian tangki berisi asam sulfat untuk membersihkan logam. Untuk menyelesaikannya, baja dibilas dengan air dingin dan panas, dikeringkan, lalu digulung pada gulungan besar dan dikemas untuk diangkut ke fasilitas pembuatan pipa. Pembuatan pipa
8. Baik skelp maupun billet digunakan untuk membuat pipa. Skelp dibuat menjadi pipa las. Pipa ini pertama-tama ditempatkan pada mesin pelepas gulungan. Saat gulungan baja dilepaskan, baja tersebut dipanaskan. Baja kemudian dilewatkan melalui serangkaian rol beralur. Saat melewatinya, rol-rol tersebut menyebabkan tepi skelp melengkung. Ini membentuk pipa yang tidak dilas.
9. Baja selanjutnya melewati elektroda las. Perangkat ini menyegel kedua ujung pipa. Sambungan las kemudian dilewatkan melalui roller bertekanan tinggi yang membantu menciptakan las yang rapat. Pipa kemudian dipotong sesuai panjang yang diinginkan dan ditumpuk untuk diproses lebih lanjut. Pipa baja las merupakan proses berkelanjutan dan, tergantung pada ukuran pipa, dapat dibuat dengan kecepatan hingga 1.100 kaki (335,3 m) per menit.
10. Ketika pipa seamless dibutuhkan, billet persegi digunakan untuk produksi. Billet ini dipanaskan dan dicetak membentuk silinder, yang juga disebut bulat. Bulatan tersebut kemudian dimasukkan ke dalam tungku pembakaran hingga panas membara. Bulatan yang dipanaskan kemudian digiling dengan tekanan tinggi. Penggulungan bertekanan tinggi ini menyebabkan billet meregang dan membentuk lubang di tengahnya. Karena lubang ini berbentuk tidak beraturan, sebuah ujung penusuk berbentuk peluru didorong melalui bagian tengah billet saat digiling. Setelah tahap penusukan, pipa mungkin masih memiliki ketebalan dan bentuk yang tidak beraturan. Untuk memperbaikinya, pipa dilewatkan melalui serangkaian mesin giling lainnya. Pemrosesan akhir
11. Setelah kedua jenis pipa selesai dibuat, pipa-pipa tersebut dapat dimasukkan ke dalam mesin pelurus. Pipa-pipa tersebut juga dapat dilengkapi dengan sambungan sehingga dua atau lebih potongan pipa dapat disambung. Jenis sambungan yang paling umum untuk pipa berdiameter lebih kecil adalah ulir—alur rapat yang dipotong di ujung pipa. Pipa-pipa tersebut juga dikirim melalui mesin pengukur. Informasi ini beserta data kendali mutu lainnya secara otomatis dicetak pada pipa. Pipa kemudian disemprot dengan lapisan tipis minyak pelindung. Sebagian besar pipa biasanya diberi perlakuan untuk mencegah karat. Hal ini dilakukan dengan galvanisasi atau pelapisan seng. Tergantung pada penggunaan pipa, cat atau pelapis lain dapat digunakan.
Kontrol Kualitas
Berbagai langkah diambil untuk memastikan pipa baja yang telah selesai memenuhi spesifikasi. Misalnya, pengukur sinar-X digunakan untuk mengatur ketebalan baja. Pengukur ini bekerja dengan memanfaatkan dua sinar-X. Satu sinar diarahkan ke baja dengan ketebalan yang diketahui. Sinar lainnya diarahkan ke baja yang sedang melewati jalur produksi. Jika terdapat perbedaan antara kedua sinar tersebut, pengukur akan secara otomatis memicu perubahan ukuran rol untuk mengimbanginya.
Pipa juga diperiksa untuk mengetahui adanya cacat di akhir proses. Salah satu metode pengujian pipa adalah dengan menggunakan mesin khusus. Mesin ini mengisi pipa dengan air, lalu meningkatkan tekanan untuk memastikannya tahan. Pipa yang rusak dikembalikan untuk dijadikan besi tua.