Pipa baja adalah tabung panjang berongga yang digunakan untuk berbagai keperluan. Mereka diproduksi dengan dua metode berbeda yang menghasilkan pipa yang dilas atau mulus. Dalam kedua metode tersebut, baja mentah pertama-tama dituang ke dalam bentuk awal yang lebih bisa dikerjakan. Kemudian dibuat menjadi pipa dengan merentangkan baja ke dalam tabung tanpa sambungan atau memaksa ujung-ujungnya 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 tahunnya, jutaan ton pipa baja diproduksi. Keserbagunaannya menjadikannya produk yang paling sering digunakan yang diproduksi oleh industri baja.
Sejarah
Orang telah menggunakan pipa selama ribuan tahun. Mungkin penggunaan pertama dilakukan oleh para petani kuno yang mengalihkan air dari sungai ke ladang mereka. Bukti arkeologi menunjukkan bahwa orang Tiongkok menggunakan pipa buluh untuk mengangkut air ke lokasi yang diinginkan sejak tahun 2000 SM. Tabung tanah liat yang digunakan oleh peradaban kuno lainnya telah ditemukan. Pada abad pertama Masehi, pipa timah pertama dibangun di Eropa. Di negara-negara tropis, tabung bambu digunakan untuk mengangkut air. Kolonial Amerika menggunakan kayu untuk tujuan serupa. Pada tahun 1652, saluran air pertama dibuat di Boston dengan menggunakan kayu berongga.
Pipa las dibentuk dengan menggulung strip baja melalui serangkaian roller beralur yang membentuk material menjadi bentuk melingkar. Selanjutnya, pipa yang tidak dilas melewati elektroda las. Perangkat ini menyatukan kedua ujung pipa.
Pada awal tahun 1840, pekerja besi sudah dapat memproduksi tabung tanpa sambungan. Dalam satu metode, sebuah lubang dibor melalui logam padat, billet bulat. Billet tersebut kemudian dipanaskan dan ditarik melalui serangkaian cetakan yang memanjang hingga membentuk pipa. Cara ini tidak efisien karena sulitnya mengebor lubang di tengahnya. Hal ini mengakibatkan pipa tidak rata dengan satu sisi lebih tebal dari sisi lainnya. Pada tahun 1888, metode yang lebih baik mendapatkan hak paten. Dalam proses ini, tagihan padat dilemparkan ke sekeliling inti batu bata tahan api. Setelah dingin, batako dikeluarkan dan menyisakan lubang di tengahnya. Sejak itu teknik roller baru telah menggantikan metode ini.
Desain
Ada dua jenis pipa baja, yang satu mulus dan yang lainnya memiliki jahitan las tunggal di sepanjang pipa tersebut. Keduanya mempunyai kegunaan yang berbeda. Tabung mulus biasanya lebih ringan, dan memiliki dinding lebih tipis. Mereka digunakan untuk sepeda dan mengangkut cairan. Tabung jahitan lebih berat dan kaku. Memiliki konsistensi yang lebih baik dan biasanya lebih lurus. Mereka digunakan untuk hal-hal seperti transportasi gas, saluran listrik dan pipa ledeng. Biasanya, mereka digunakan ketika pipa tidak berada di bawah tekanan tingkat tinggi.
Bahan Baku
Bahan baku utama dalam produksi pipa adalah baja. Baja terutama terdiri dari besi. Logam lain yang mungkin ada dalam paduan ini termasuk aluminium, mangan, titanium, tungsten, vanadium, dan zirkonium. Beberapa bahan finishing terkadang digunakan selama produksi. Misalnya, cat mungkin.
Pipa seamless dibuat dengan menggunakan proses yang memanaskan dan mencetak billet padat menjadi bentuk silinder kemudian digulung hingga diregangkan dan dilubangi. Karena bagian tengah yang berlubang bentuknya tidak beraturan, titik penusuk berbentuk peluru didorong melalui bagian tengah billet saat sedang digulung. Pipa mulus dibuat menggunakan proses yang memanaskan dan mencetak billet padat menjadi bentuk silinder dan kemudian menggulungnya. hingga memanjang dan berlubang. Karena bagian tengah yang berlubang berbentuk tidak beraturan, titik penusuk berbentuk peluru didorong melalui bagian tengah billet saat sedang digulung. Digunakan jika pipa dilapisi. Biasanya, sedikit minyak diaplikasikan pada pipa baja di akhir jalur produksi. Ini membantu melindungi pipa. Meskipun sebenarnya bukan merupakan bagian dari produk jadi, asam sulfat digunakan dalam satu langkah produksi untuk membersihkan pipa.
Proses Manufaktur
Pipa baja dibuat melalui dua proses berbeda. Metode produksi keseluruhan untuk kedua proses melibatkan tiga langkah. Pertama, baja mentah diubah menjadi bentuk yang lebih bisa dikerjakan. Selanjutnya pipa dibentuk pada jalur produksi kontinyu atau semikontinu. Terakhir, pipa dipotong dan dimodifikasi untuk memenuhi kebutuhan pelanggan. Beberapa pabrik pipa baja akan menggunakanmesin pemotong laser tabunguntuk sebelumnya memotong atau melubangi tabung untuk meningkatkan daya saing tabung
Pipa seamless dibuat dengan menggunakan proses yang memanaskan dan mencetak billet padat menjadi bentuk silinder kemudian digulung hingga diregangkan dan dilubangi. Karena bagian tengah yang berlubang berbentuk tidak beraturan, titik penusuk berbentuk peluru didorong melalui bagian tengah billet saat sedang digulung.
Produksi batangan
1. Baja cair dibuat dengan melebur bijih besi dan kokas (zat kaya karbon yang dihasilkan ketika batubara dipanaskan tanpa adanya udara) di dalam tungku, kemudian menghilangkan sebagian besar karbon dengan meledakkan oksigen ke dalam cairan. Baja cair kemudian dituangkan ke dalam cetakan besi besar berdinding tebal, lalu didinginkan menjadi batangan.
2. Untuk membentuk produk datar seperti pelat dan lembaran, atau produk panjang seperti batangan dan batangan, ingot dibentuk di antara rol besar dengan tekanan yang sangat besar. Menghasilkan mekar dan lempengan
3. Untuk menghasilkan mekar, ingot dilewatkan melalui sepasang rol baja beralur yang ditumpuk. Jenis roller ini disebut “penggilingan dua tinggi”. Dalam beberapa kasus, tiga rol digunakan. Rol dipasang sedemikian rupa sehingga alurnya bertepatan dan bergerak ke arah yang berlawanan. Tindakan ini menyebabkan baja terjepit dan meregang menjadi potongan yang lebih tipis dan panjang. Ketika roller dibalik oleh operator manusia, baja ditarik kembali sehingga membuatnya lebih tipis dan panjang. Proses ini diulangi hingga baja mencapai bentuk yang diinginkan. Selama proses ini, mesin yang disebut manipulator membalik baja sehingga setiap sisinya diproses secara merata.
4. Ingot juga dapat digulung menjadi lempengan dengan proses yang mirip dengan proses pembuatan mekar. Baja dilewatkan melalui sepasang rol bertumpuk yang meregangkannya. Namun, ada juga roller yang dipasang di samping untuk mengontrol lebar pelat. Ketika baja memperoleh bentuk yang diinginkan, ujung yang tidak rata dipotong dan pelat atau pelat dipotong menjadi potongan-potongan yang lebih pendek. Pemrosesan lebih lanjut
5. Bunga mekar biasanya diproses lebih lanjut sebelum dibuat menjadi pipa. Bunga diubah menjadi billet dengan menempatkannya melalui lebih banyak alat penggulung yang membuatnya lebih panjang dan sempit. Billet dipotong dengan alat yang disebut gunting terbang. Ini adalah sepasang gunting tersinkronisasi yang berpacu dengan billet yang bergerak dan memotongnya. Hal ini memungkinkan pemotongan yang efisien tanpa menghentikan proses produksi. Billet ini ditumpuk dan pada akhirnya akan menjadi pipa yang mulus.
6. Lembaran juga dikerjakan ulang. Untuk membuatnya mudah dibentuk, pertama-tama dipanaskan hingga 2.200° F (1.204° C). Hal ini menyebabkan terbentuknya lapisan oksida pada permukaan pelat. Lapisan ini dipecah dengan pemecah kerak dan semprotan air bertekanan tinggi. Lembaran tersebut kemudian dikirim melalui serangkaian roller pada pabrik panas dan dibuat menjadi potongan baja tipis dan sempit yang disebut skelp. Penggilingan ini bisa sepanjang setengah mil. Saat lempengan melewati roller, lempengan tersebut menjadi lebih tipis dan panjang. Dalam waktu sekitar tiga menit, satu lempengan dapat diubah dari sepotong baja setebal 6 inci (15,2 cm) menjadi pita baja tipis yang panjangnya bisa seperempat mil.
7. Setelah diregangkan, baja diasamkan. Proses ini melibatkan mengalirkannya melalui serangkaian tangki yang mengandung asam sulfat untuk membersihkan logam. Terakhir, dibilas dengan air dingin dan panas, dikeringkan lalu digulung menjadi gulungan besar dan dikemas untuk diangkut ke fasilitas pembuatan pipa. Pembuatan pipa
8. Skelp dan billet digunakan untuk membuat pipa. Skelp dibuat menjadi pipa las. Ini pertama kali ditempatkan pada mesin pelepas. Saat kumparan baja dilepas, kumparan tersebut dipanaskan. Baja tersebut kemudian dilewatkan melalui serangkaian rol beralur. Saat melewatinya, penggulung menyebabkan tepi skelp melengkung menjadi satu. Ini membentuk pipa yang tidak dilas.
9. Baja selanjutnya melewati elektroda las. Perangkat ini menyatukan kedua ujung pipa. Jahitan yang dilas kemudian dilewatkan melalui roller bertekanan tinggi yang membantu menciptakan lasan yang rapat. Pipa tersebut kemudian dipotong sesuai panjang yang diinginkan dan ditumpuk untuk diproses lebih lanjut. Pipa baja yang dilas merupakan proses yang berkesinambungan dan bergantung pada ukuran pipa, pipa tersebut dapat dibuat secepat 1.100 kaki (335,3 m) per menit.
10. Ketika pipa seamless diperlukan, billet persegi digunakan untuk produksi. Mereka dipanaskan dan dibentuk menjadi bentuk silinder, disebut juga bulat. Bulatan tersebut kemudian dimasukkan ke dalam tungku yang dipanaskan dengan api putih. Bulatan yang sudah dipanaskan kemudian digulung dengan tekanan yang besar. Penggulungan bertekanan tinggi ini menyebabkan billet meregang dan terbentuk lubang di tengahnya. Karena lubang ini bentuknya tidak beraturan, titik penusuk berbentuk peluru didorong melalui bagian tengah billet saat sedang digulung. Setelah tahap penindikan, ketebalan dan bentuk pipa mungkin masih tidak beraturan. Untuk memperbaikinya, produk ini dilewatkan melalui serangkaian rolling mills lainnya. Pemrosesan akhir
11. Setelah salah satu jenis pipa dibuat, pipa tersebut dapat dimasukkan ke dalam mesin pelurus. Mereka juga dapat dilengkapi dengan sambungan sehingga dua atau lebih pipa dapat dihubungkan. Jenis sambungan yang paling umum untuk pipa dengan diameter lebih kecil adalah threading—alur rapat yang dipotong di ujung pipa. Pipa-pipa tersebut juga dikirim melalui mesin pengukur. Informasi ini bersama dengan data kontrol kualitas lainnya secara otomatis distensil pada pipa. Pipa tersebut kemudian disemprot dengan lapisan tipis minyak pelindung. Kebanyakan pipa biasanya dirawat untuk mencegahnya berkarat. Hal ini dilakukan dengan menggemblengnya atau memberinya lapisan seng. Tergantung pada penggunaan pipa, cat atau pelapis lain dapat digunakan.
Kontrol Kualitas
Berbagai tindakan diambil untuk memastikan bahwa pipa baja yang sudah jadi memenuhi spesifikasi. Misalnya, alat pengukur x-ray digunakan untuk mengatur ketebalan baja. Alat pengukur bekerja dengan memanfaatkan dua sinar x. Satu sinar diarahkan pada baja yang ketebalannya diketahui. Yang lainnya diarahkan pada baja yang lewat di jalur produksi. Jika ada perbedaan antara kedua sinar tersebut, pengukur akan secara otomatis memicu pengubahan ukuran roller untuk mengimbanginya.
Pipa juga diperiksa apakah ada cacat pada akhir proses. Salah satu cara pengujian suatu pipa adalah dengan menggunakan mesin khusus. Mesin ini mengisi pipa dengan air dan kemudian meningkatkan tekanan untuk melihat apakah pipa tersebut dapat menahannya. Pipa yang rusak dikembalikan untuk dijadikan barang bekas.