Jenis Pipa ASTM dan API
Pemilihan
material menggunakan logam ( metal ) sudah mulai diterapkan secara umum sejak
tahun 1950-an berdasarkan standar API Code 5L tentang pemilihan material
pipa. Pada akhir 1980-an berdasar kode API pula, sudah ada beberapa macam tipe
material pipa, yaitu A25, A, B, X42, X46, X52, X56, X60, X64, X70 dan X80.
Setiap tipe material mempunyai karakteristik zat dan material penyusun
masing-masing. Spesifikasi material baja yang digunakan tergantung pada
komposisi kimiawi, kekuatan material, dan toleransi pipa dalam industri dan
manufaktur.Baja karbon
adalah bahan pipa yang paling umum dalam industri power plant, kimia,
proses, hidrokarbon dan pipa industri. Spesifikasi pipa baja karbon
umum digunakan dalam steam operation, air atau udara termasuk ASTM A106
dan ASTM A53. Baja karbon yang umum untuk apliaksi pipeline adalah pipa API 5L.
Baja ringan adalah baja karbon dengan kandungan karbon kurang dari 0,30%.
Baja karbon menengah memiliki 0,30% sampai 0,60% karbon. Baja karbon tinggi memiliki
karbon diatas 0,6%.
Beberapa
material harus ditentukan untuk mendapatkan material pipa yang tepat sesuai
kebutuhan sistem perpipaan. Kriteria – kriteria dibawah ini dapat digunakan
dalam pemilihan material untuk pipa :
·
Mechanical properties, termasuk
ketahanan untuk menahan static load, dynamic load, dan
elastisitas dalam proses manufaktur
·
Weld ability, kemudahan dan kekuatan
material pipa dalam proses pengelasan.
·
Corrotion resistance, kemampuan
material dalam menahan korosi.
·
Cost, berhubungan dengan biaya yang
harus dikeluarkan per satuan ukuran material.
·
Availability, terkait dengan
ketersediaan dan suplai material pada pasaran, sebagai pertimbangan untuk
volume cadangan dan biaya
Material yang yang sering digunakan
dalam dunia migas, industri, dan manufaktur terdiri dari dua, yaitu :
·
Carbon Steel
Material
pipa jenis ini adalah yang paling banyak digunakan, spesifikasinya banyak
ditemukan dalam ASTM ( American Society of Testing and Materials ) dan ASME (
American Society of Mechanical Engineering ).
Ada 3 jenis
pipa material ini yang paling sering digunakan :
- ASTM
A106. Terbagi dalam 3 grade, tergantung Tensile Strengh nya; Grade A ( 48
ksi ), Grade B ( 60 ksi ), dan Grade C ( 70 ksi ).
- ASTM
A53. Material pipa ini yang biasanya dilapisi oleh zinc ( galvanized ),
yang biasanya merupakan alternatif dari ASTM A106. Material ini juga
terbagi dalam 3 Grade, A, B dan C, dan memilik 3 tipe; Tipe E ( Electrical
Resistance Weld ), Tipe F ( Furnace Butt Weld ), dan Tipe S ( Seamless ).
Grade A dan B pada ASTM 106 memiliki Tensile Strength yang sama dengan
Grade A dan B pada ASTM A53.
- ASTM
A333. Material ini biasa digunakan pada fluida yang memiliki
temperatur rendah, mulai dari -50 derajat Fahrenheit.
·
Stainless Steel
Material
pipa ini dinamakan austenitic stainless steel. Namun secara umum
biasanya disebut stainless steel. Stainless steel mempunyai grade 108, tetapi
yang biasa digunakan adalah tipe 304L. Sesuai kode L dibelakang nama 304L, tipe
ini mengandung cukup sedikit campuran karbon daripada tipe 304, tetapi memiliki
kekuatan yang tinggi dan ketahanan terhadap korosi yang cukup baik.
Pada dunia
industri yang sebenarnya, ada dua jenis pipa stainless steel yang paling sering
dipakai, yaitu:
- ASTM
A312, untuk pipa berukuran dibawah 8 inci.
- ASTM A358,
untuk pipa berukuran diatas 8 inci.
Selain 2
tipe material diatas ( Carbon Steel dan Stainless Steel ), masih banyak
lagi material yang dipakai dalam dunia perpipaan, walaupun jarang digunakan,
yaitu :
·
Chrome-Moly Pipe (
Chromium-Molybdenum Alloy Pipe ), yang terdiri dari 10 grade, merujuk pada kode
ASTM A335.
·
Nickel and Nickel Alloy Pipe, contoh
penggunaan secara luas adalah Inconel, Incoloy dan Monel.
·
Piping Cast Iron ( pipa besi )
·
Copper Piping ( pipa tembaga )
·
Plastic Pipe ( pipa plastik )
·
Concrete Pipe ( pipa beton ).
Disiniterdapatbahandari coil
sebelummenjadipipa :
- Carbon (C) : meningkatkan kekuatan
(yield dan ultimate) dan kekerasan.
- Mangan (Mn) : sebagai deoxidizer dan desulfurizer
pada baja paduan. Menangkap kotoran sulfur, menghilangkan sifat rapuh dari besi
sulfida, meningkatkan kekuatan pada proses hot-work. Jika kadar Mn/C > 3%,
maka akan meningkatkan sifat thoughness/ketangguhan . Kadar diatas 0,8%
cenderung memberikan sifat keras pada baja.
- Silicon (Si) : sebagai deoxidizer yang menangkap
oksigen terlarut dan menghindari porositas. Meningkatkan castability.
- Chromium (Cr) : meningkatkan ketahanan terhadap
abrasi dan keausan. Di atas 11,5% Cr akan membentuk lapisan oksida yang
stabil. Cr juga meningkatkan ketahanan terhadap temperatur tinggi.
- Molibdenum (Mo) : meningkatkan sifat yield dan
kekuatan terhadap temperatur tinggi.
- Nikel
(Ni) : menyebabkan peningkatan yang signifikan dalam
ketangguhan sifat getas dan fatigue strengt. Kadar diatas 7% menyebabkan
struktur atom menjadi austenit pada suhu kamar.
-
Aluminium (Al) : meningkatkan proses deoksidasi apabila
dikombinasi dengan Silicon.
-
Tembaga (Cu) : meningkatkan ketahanan terhadap korosi.
-
Vanadium (V) : memurnikan biji baja, meningkatkan sifat
mekaniknya. Meningkatkan ketahanan terhadap hidrogenisasi pada suhu tinggi.
Pengotor yang paling umum dalam unsur baja adalah
sulfur dan fosfor. Sulfur (S) & Fosfor (P) adalah pengotor yang
membentuk kerapuhan, yang akan membentuk besi-sulfida.
Proses Galvanisasi Celup Panas (Hot Dipped galvanized)Recduced(Pemisahan)
Salah
satu cara pelindungan korosi suatu logam adalah dengan galvanisasi. Galvanisasi
merupakan proses pemisahan
logam induk dengan logam lain dengan tujuan agar logam induk mempunyai
ketahanan korosi yang lebih baik. Galvanisasi umumnya menggunakan logam yang
memiliki titik cair yang lebih rendah . Galvanisasi bersamadengan electroplating, cladding,
thermal spray, aluminizing dan sherardizing adalah metode-metode untuk melapiskan
logam pada permukaan substrat (metallic coating).
Penggunaan metallic coating memiliki dua tujuan:
1. Sebagai pelindung korosi
2. Sebagai anoda korban
Galvanisasi baja biasanya digunakan seng atau aluminum. Pada proses galvanisasi celup panas baja dengan seng, awalnya baja dicelupkan dalam seng cair (450-475 oC). Pencelupan ini menyebabkan logam seng akan menempel pada logam induk (baja). Pembentukan intermetallic Fe dengan Zn dapat meningkatkan kekuatan lekat lapisan ini. Selain itu parameter lain yang menentukan pelekatan adalah tingkat kebersihan permukaan, temperatur, waktu, dan komposisi kimia logam induk dan pelapis. Umur pakai tergantung pada lingkungan dan ketebalan lapisan.
Galvanisasi celup panas mempunyai beberapa kelebihan dan kekurangan. Kelebihannya diantaranya memiliki umur panjang dan tidak memerlukan topcoat untuk lingkungan pH 5-10, dapat memproteksi bentuk struktur yang komplek dan rumit, serta sekali celup dapat melapisi permukaan luar dan dalam secara bersamaan. Kekurangannya diantaranya besar struktur yang akan dilapisi dibatasi dengan ukuran penampung, tidak baik untuk struktur yang selalu terendam serta tidak cocok struktur yang diaplikasikan untuk lingkungan pH <5 dan >10. Kalau akan dilakukan topcoating, permukaan yang porous harus ditutupi dengan sealer.
Urutan proses:
1. Persiapan permukaan
Untuk mendapatkan gaya pelekatan yang baik, permukaan substrat harus bersih dari kontaminan seperti welding slag, mill scale, cat, oli, debu dan grease. Oli, debu dan grease dihilangkan dengan solven cleaning (SSPC SP 1), yaitu dengan mencelupkan ke dalam causatic panas. Karat, mill scale dan kontaminan organik dihilangkan dengan hot mineral acid pickling (SSPC SP 8).
2. Fluxing
Merupakan pembersihan lapisan oksida dengan pencelupan ke dalam larutan preflux seperti zinc ammonium chloride pada temperatur 40-60 oC.
3. Dipping
Proses ini adalah proses utama. Pencelupan pada logam cair dapat dilakukan selama 8 detik hingga 8 jam tergantung pada jenis logam dan ketebalan.
4. Postdipping treatment
Setelah dilakukan pencelupan, logam yang telah dilapisi didinginkan dengan udara atau dicelupkan ke dalam air. Tampilan dapat diperbaiki dengan chromating atau phosphating.
Inspeksi hasil pelapisan dilakukan dengan mengukur ketebalan lapisan, uji adhesi, dan pengamatan penampakan akhir.
Penggunaan metallic coating memiliki dua tujuan:
1. Sebagai pelindung korosi
2. Sebagai anoda korban
Galvanisasi baja biasanya digunakan seng atau aluminum. Pada proses galvanisasi celup panas baja dengan seng, awalnya baja dicelupkan dalam seng cair (450-475 oC). Pencelupan ini menyebabkan logam seng akan menempel pada logam induk (baja). Pembentukan intermetallic Fe dengan Zn dapat meningkatkan kekuatan lekat lapisan ini. Selain itu parameter lain yang menentukan pelekatan adalah tingkat kebersihan permukaan, temperatur, waktu, dan komposisi kimia logam induk dan pelapis. Umur pakai tergantung pada lingkungan dan ketebalan lapisan.
Galvanisasi celup panas mempunyai beberapa kelebihan dan kekurangan. Kelebihannya diantaranya memiliki umur panjang dan tidak memerlukan topcoat untuk lingkungan pH 5-10, dapat memproteksi bentuk struktur yang komplek dan rumit, serta sekali celup dapat melapisi permukaan luar dan dalam secara bersamaan. Kekurangannya diantaranya besar struktur yang akan dilapisi dibatasi dengan ukuran penampung, tidak baik untuk struktur yang selalu terendam serta tidak cocok struktur yang diaplikasikan untuk lingkungan pH <5 dan >10. Kalau akan dilakukan topcoating, permukaan yang porous harus ditutupi dengan sealer.
Urutan proses:
1. Persiapan permukaan
Untuk mendapatkan gaya pelekatan yang baik, permukaan substrat harus bersih dari kontaminan seperti welding slag, mill scale, cat, oli, debu dan grease. Oli, debu dan grease dihilangkan dengan solven cleaning (SSPC SP 1), yaitu dengan mencelupkan ke dalam causatic panas. Karat, mill scale dan kontaminan organik dihilangkan dengan hot mineral acid pickling (SSPC SP 8).
2. Fluxing
Merupakan pembersihan lapisan oksida dengan pencelupan ke dalam larutan preflux seperti zinc ammonium chloride pada temperatur 40-60 oC.
3. Dipping
Proses ini adalah proses utama. Pencelupan pada logam cair dapat dilakukan selama 8 detik hingga 8 jam tergantung pada jenis logam dan ketebalan.
4. Postdipping treatment
Setelah dilakukan pencelupan, logam yang telah dilapisi didinginkan dengan udara atau dicelupkan ke dalam air. Tampilan dapat diperbaiki dengan chromating atau phosphating.
Inspeksi hasil pelapisan dilakukan dengan mengukur ketebalan lapisan, uji adhesi, dan pengamatan penampakan akhir.
Proses Varnish Coating (Pelapisan)
Pelapisan cetakan dengan
bahan kimia tertentu sesuai dengan fungsinya: Coating yang
berfungsi sebagai varnish mempunyai fungsi memperbaiki hasil cetakan
agar terlihat glossy (mengkilat) dan juga melindungi cetakan
agar tidak rusak. Bahan baku coating dapat dibedakan menjadi:
varnish kaca, varnish UV, water based varnish, dan OV varnish.
Sedangkan coating yang mempunyai fungsi tertentu dapat
dibedakan menjadi beberapa fungsi di antaranya adalah Grease Resistance yang
mempunyai fungsi menjaga cetakan dari minyak yang biasanya digunakan pada cetakan
produk makanan, Fungicida Resistance yang
mempunyai fungsi mencegah produk agar tidak jamuran biasanya digunakan
pada cetakan sabun, Water Resistance yang mempunyai fungsi menjaga
cetakan agar tahan terhadap air, biasanya digunakan pada cetakan produk ice
cream, dan Premier yang berfungsi agar tinta dapat menempel
secara maksimal pada kertas tertentu, biasanya digunakan untuk proses cetak selanjutnya.
Bahan campuran air dan water gloss 1 : 2 untuk ketebalan standar.
Jenis varnish yang
sering dipakai ada beberapa jenis diantaranya adalah :
· UV, memilik iefek gloss yang berpendar akibat pemanasan
UV.
· Matt, membuat warna menjadi lebih suram.
· Kaca, membuat efek clear seperti kaca.
· WB, membuat lapisan gloss yang tidak mengandung minyak.
· Heat Seal, sebagai lapisan perekat.
·X300, sebagai lapisan anti air.
·Metasol, sebagai lapisan anti lembab.