Catatan Editor: Artikel ini adalah bagian kedua dari seri dua bagian tentang pasar dan manufaktur saluran transfer cairan berdiameter kecil untuk aplikasi tekanan tinggi. Bagian pertama membahas ketersediaan produk konvensional di dalam negeri untuk aplikasi ini, yang jumlahnya masih sedikit. Bagian kedua membahas dua produk non-tradisional di pasar ini.
Dua jenis pipa hidrolik las yang ditetapkan oleh Society of Automotive Engineers – SAE-J525 dan SAE-J356A – memiliki sumber yang sama, begitu pula spesifikasi tertulisnya. Strip baja pipih dipotong sesuai lebar dan dibentuk menjadi tabung dengan cara diprofilkan. Setelah tepi strip dipoles dengan alat bersirip, pipa dipanaskan dengan pengelasan resistansi frekuensi tinggi dan ditempa di antara rol tekanan untuk membentuk lasan. Setelah pengelasan, gerinda luar dihilangkan dengan alat penahan, yang biasanya terbuat dari tungsten karbida. Sisa pengelasan dihilangkan atau disesuaikan ke ketinggian desain maksimum menggunakan alat pengunci.
Deskripsi proses pengelasan ini bersifat umum, dan terdapat banyak perbedaan kecil dalam proses produksi sebenarnya (lihat Gambar 1). Namun, semuanya memiliki banyak sifat mekanik yang sama.
Kegagalan pipa dan mode kegagalan umum dapat dibagi menjadi beban tarik dan tekan. Pada sebagian besar material, tegangan tarik lebih rendah daripada tegangan tekan. Namun, sebagian besar material jauh lebih kuat dalam kompresi daripada dalam tarik. Beton adalah contohnya. Beton sangat mudah dikompresi, tetapi kecuali dibentuk dengan jaringan internal batang penguat (rebar), beton mudah patah. Karena alasan ini, baja diuji tarik untuk menentukan kekuatan tarik maksimumnya (UTS). Ketiga ukuran selang hidrolik memiliki persyaratan yang sama: 310 MPa (45.000 psi) UTS.
Karena kemampuan pipa bertekanan untuk menahan tekanan hidrolik, perhitungan dan uji kegagalan terpisah, yang dikenal sebagai uji pecah, mungkin diperlukan. Perhitungan dapat digunakan untuk menentukan tekanan pecah maksimum teoritis, dengan mempertimbangkan ketebalan dinding, UTS, dan diameter luar material. Karena pipa J525 dan pipa J356A dapat memiliki ukuran yang sama, satu-satunya variabel adalah UTS. Memberikan kekuatan tarik tipikal 50.000 psi dengan tekanan pecah prediktif 0,500 x 0,049 inci. Pipa yang digunakan sama untuk kedua produk: 10.908 psi.
Meskipun prediksi yang dihitung sama, satu perbedaan dalam aplikasi praktis disebabkan oleh ketebalan dinding sebenarnya. Pada J356A, gerinda internal dapat disesuaikan hingga ukuran maksimum tergantung pada diameter pipa seperti yang dijelaskan dalam spesifikasi. Untuk produk J525 yang telah dihilangkan gerindanya, proses penghilangan gerinda biasanya sengaja mengurangi diameter dalam sekitar 0,002 inci, yang mengakibatkan penipisan dinding lokal di zona pengelasan. Meskipun ketebalan dinding diisi dengan pengerjaan dingin selanjutnya, tegangan sisa dan orientasi butir mungkin berbeda dari logam dasar, dan ketebalan dinding mungkin sedikit lebih tipis daripada pipa sebanding yang ditentukan dalam J356A.
Tergantung pada penggunaan akhir pipa, gerigi internal harus dihilangkan atau diratakan untuk menghilangkan potensi jalur kebocoran, terutama pada bentuk ujung melebar dinding tunggal. Meskipun J525 umumnya diyakini memiliki ID yang halus dan karenanya tidak bocor, ini adalah kesalahpahaman. Pipa J525 dapat mengembangkan guratan ID karena pengerjaan dingin yang tidak tepat, yang mengakibatkan kebocoran pada sambungan.
Mulailah proses penghilangan gerinda dengan memotong (atau mengikis) lapisan las dari dinding bagian dalam pipa. Alat pembersih terpasang pada mandrel yang ditopang oleh rol di dalam pipa, tepat di belakang stasiun pengelasan. Saat alat pembersih menghilangkan lapisan las, rol secara tidak sengaja melindas beberapa percikan las, menyebabkan percikan tersebut mengenai permukaan bagian dalam pipa (lihat Gambar 2). Ini menjadi masalah untuk pipa yang pengerjaannya ringan seperti pipa yang dibubut atau diasah.
Melepaskan glitter dari tabung bukanlah hal mudah. ​​Proses pemotongan mengubah glitter menjadi untaian panjang dan kusut dari baja tajam. Meskipun pelepasan merupakan suatu keharusan, pelepasan seringkali merupakan proses manual dan tidak sempurna. Bagian-bagian dari tabung syal terkadang keluar dari wilayah produsen tabung dan dikirim ke pelanggan.
Nasi. 1. Material SAE-J525 diproduksi secara massal, yang membutuhkan investasi dan tenaga kerja yang signifikan. Produk tubular serupa yang dibuat menggunakan SAE-J356A sepenuhnya dikerjakan di pabrik tabung anil in-line, sehingga lebih efisien.
Untuk pipa yang lebih kecil, seperti saluran cairan dengan diameter kurang dari 20 mm, penghilangan gerinda bagian dalam (ID) biasanya tidak terlalu penting karena diameter ini tidak memerlukan langkah penyelesaian ID tambahan. Satu-satunya peringatan adalah pengguna akhir hanya perlu mempertimbangkan apakah ketinggian kontrol flash yang konsisten akan menimbulkan masalah.
Keunggulan pengendalian api ID dimulai dengan pengkondisian strip, pemotongan, dan pengelasan yang presisi. Bahkan, sifat bahan baku J356A harus lebih ketat daripada J525 karena J356A memiliki lebih banyak batasan pada ukuran butir, inklusi oksida, dan parameter pembuatan baja lainnya karena proses pembentukan dingin yang terlibat.
Terakhir, pengelasan ID seringkali membutuhkan cairan pendingin. Sebagian besar sistem menggunakan cairan pendingin yang sama dengan alat windrow, tetapi ini dapat menimbulkan masalah. Meskipun telah disaring dan dihilangkan lemaknya, cairan pendingin pabrik seringkali mengandung sejumlah besar partikel logam, berbagai minyak dan oli, serta kontaminan lainnya. Oleh karena itu, pipa J525 memerlukan siklus pencucian kaustik panas atau langkah pembersihan setara lainnya.
Kondensor, sistem otomotif, dan sistem serupa lainnya memerlukan pembersihan pipa, dan pembersihan yang tepat dapat dilakukan di pabrik. J356A meninggalkan pabrik dengan lubang yang bersih, kadar air terkontrol, dan residu minimal. Terakhir, praktik umum adalah mengisi setiap tabung dengan gas inert untuk mencegah korosi dan menyegel ujungnya sebelum pengiriman.
Pipa J525 dinormalisasi setelah pengelasan dan kemudian dikerjakan dingin (ditarik). Setelah pengerjaan dingin, pipa dinormalisasi lagi untuk memenuhi semua persyaratan mekanis.
Tahapan normalisasi, penarikan kawat, dan normalisasi kedua memerlukan pengangkutan pipa ke tungku, ke stasiun penarikan, dan kembali ke tungku. Tergantung pada spesifikasi operasinya, tahapan ini memerlukan sub-tahapan terpisah lainnya seperti penajaman (sebelum pengecatan), pengukiran, dan pelurusan. Tahapan-tahapan ini mahal dan membutuhkan waktu, tenaga kerja, dan sumber daya uang yang signifikan. Pipa yang ditarik dingin dikaitkan dengan tingkat pemborosan sebesar 20% dalam produksi.
Pipa J356A dinormalisasi di pabrik penggilingan setelah pengelasan. Pipa tidak menyentuh tanah dan bergerak dari tahap pembentukan awal hingga pipa jadi dalam rangkaian langkah yang berkelanjutan di pabrik penggilingan. Pipa las seperti J356A memiliki tingkat pemborosan produksi sebesar 10%. Dengan asumsi semua hal lainnya sama, ini berarti lampu J356A lebih murah untuk diproduksi daripada lampu J525.
Meskipun sifat kedua produk ini serupa, namun dari sudut pandang metalurgi, keduanya tidaklah sama.
Pipa J525 yang ditarik dingin memerlukan dua perlakuan normalisasi awal: setelah pengelasan dan setelah penarikan. Suhu normalisasi (1650°F atau 900°C) menghasilkan pembentukan oksida permukaan, yang biasanya dihilangkan dengan asam mineral (biasanya asam sulfat atau asam klorida) setelah anil. Proses pengawetan memiliki dampak lingkungan yang besar dalam hal emisi udara dan aliran limbah kaya logam.
Selain itu, normalisasi suhu dalam atmosfer reduksi tungku roller hearth menyebabkan konsumsi karbon pada permukaan baja. Proses ini, dekarburisasi, meninggalkan lapisan permukaan yang jauh lebih lemah daripada material aslinya (lihat Gambar 3). Hal ini sangat penting untuk pipa berdinding tipis. Pada ketebalan dinding 0,030 inci, bahkan lapisan dekarburisasi sekecil 0,003 inci akan mengurangi ketebalan dinding efektif sebesar 10%. Pipa yang melemah seperti itu dapat rusak karena tekanan atau getaran.
Gambar 2. Alat pembersih ID (tidak ditunjukkan) ditopang oleh rol yang bergerak di sepanjang ID pipa. Desain rol yang baik mengurangi jumlah percikan las yang masuk ke dinding pipa. Alat Nielsen
Pipa J356 diproses secara berkelompok dan memerlukan proses anil dalam tungku rol, tetapi tidak terbatas pada itu. Varian J356A sepenuhnya dikerjakan di pabrik penggilingan menggunakan induksi terintegrasi, sebuah proses pemanasan yang jauh lebih cepat daripada tungku rol. Hal ini mempersingkat waktu anil, sehingga mempersempit peluang terjadinya dekarburisasi dari menit (atau bahkan jam) menjadi detik. Ini memberikan J356A proses anil yang seragam tanpa oksida atau dekarburisasi.
Pipa yang digunakan untuk saluran hidrolik harus cukup fleksibel agar dapat dibengkokkan, dilebarkan, dan dibentuk. Pembengkokan diperlukan untuk mengalirkan fluida hidrolik dari titik A ke titik B, melewati berbagai tikungan dan belokan di sepanjang jalan, dan pelebaran ujung pipa merupakan kunci untuk menyediakan metode penyambungan ujung.
Dalam situasi ayam atau telur, cerobong asap dirancang untuk sambungan pembakar dinding tunggal (sehingga memiliki diameter dalam yang halus), atau sebaliknya mungkin terjadi. Dalam hal ini, permukaan bagian dalam tabung pas menempel pada soket konektor pin. Untuk memastikan sambungan logam ke logam yang rapat, permukaan pipa harus sehalus mungkin. Aksesori ini muncul pada tahun 1920-an untuk Divisi Udara Angkatan Udara AS yang baru dibentuk. Aksesori ini kemudian menjadi standar flare 37 derajat yang banyak digunakan hingga saat ini.
Sejak awal periode COVID-19, pasokan pipa tarik dengan diameter dalam yang halus telah menurun secara signifikan. Material yang tersedia cenderung memiliki waktu pengiriman yang lebih lama daripada sebelumnya. Perubahan dalam rantai pasokan ini dapat diatasi dengan mendesain ulang sambungan ujung. Misalnya, RFQ yang membutuhkan burner dinding tunggal dan menentukan J525 merupakan kandidat untuk mengganti burner dinding ganda. Semua jenis pipa hidrolik dapat digunakan dengan sambungan ujung ini. Hal ini membuka peluang untuk menggunakan J356A.
Selain sambungan flare, segel mekanis o-ring juga umum digunakan (lihat gambar 5), terutama untuk sistem bertekanan tinggi. Jenis sambungan ini tidak hanya kurang kedap bocor dibandingkan sambungan flare dinding tunggal karena menggunakan segel elastomer, tetapi juga lebih serbaguna—dapat dibentuk di ujung semua jenis pipa hidrolik umum. Hal ini memberikan peluang rantai pasokan yang lebih besar bagi produsen pipa dan kinerja ekonomi jangka panjang yang lebih baik.
Sejarah industri penuh dengan contoh produk tradisional yang berakar pada saat pasar sulit untuk berubah arah. Produk pesaing – bahkan yang jauh lebih murah dan memenuhi semua persyaratan produk asli – dapat sulit mendapatkan pijakan di pasar jika timbul kecurigaan. Ini biasanya terjadi ketika agen pembelian atau insinyur yang ditugaskan mempertimbangkan pengganti non-tradisional untuk produk yang sudah ada. Hanya sedikit yang bersedia mengambil risiko ketahuan.
Dalam beberapa kasus, perubahan mungkin bukan hanya diperlukan, tetapi memang sangat diperlukan. Pandemi COVID-19 telah mengakibatkan perubahan tak terduga dalam ketersediaan jenis dan ukuran pipa tertentu untuk perpipaan fluida baja. Area produk yang terpengaruh adalah yang digunakan dalam industri otomotif, listrik, alat berat, dan industri manufaktur pipa lainnya yang menggunakan saluran bertekanan tinggi, terutama saluran hidrolik.
Kesenjangan ini dapat diisi dengan biaya keseluruhan yang lebih rendah dengan mempertimbangkan jenis pipa baja yang sudah mapan namun khusus. Memilih produk yang tepat untuk suatu aplikasi membutuhkan beberapa penelitian untuk menentukan kompatibilitas fluida, tekanan operasi, beban mekanis, dan jenis sambungan.
Jika dilihat lebih detail pada spesifikasinya, J356A bisa setara dengan J525 yang sebenarnya. Terlepas dari pandemi, produk ini masih tersedia dengan harga lebih rendah melalui rantai pasokan yang terbukti handal. Jika menyelesaikan masalah bentuk akhir membutuhkan lebih sedikit tenaga kerja daripada mencari J525, hal ini dapat membantu OEM mengatasi tantangan logistik di era COVID-19 dan seterusnya.
Jurnal Tube & Pipe 于1990 年成为第一本致力于为金属管材行业服务的杂志。 Jurnal Pipa dan Tabung 1990 Jurnal Tube & Pipe telah diterbitkan sebelumnya, diterbitkan pada tahun 1990. Tube & Pipe Journal menjadi majalah pertama yang didedikasikan untuk industri pipa logam pada tahun 1990.Hingga hari ini, publikasi ini tetap menjadi satu-satunya publikasi industri di Amerika Utara dan telah menjadi sumber informasi yang paling tepercaya bagi para profesional industri perpipaan.
Kini dengan akses penuh ke edisi digital The FABRICATOR, akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal kini sepenuhnya dapat diakses, memberikan akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Dapatkan akses digital penuh ke Jurnal STAMPING, yang menampilkan teknologi terkini, praktik terbaik, dan berita industri untuk pasar pencetakan logam.
Kini dengan akses digital penuh ke The Fabricator en Español, Anda memiliki akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.