Catatan Editor: Artikel ini adalah bagian kedua dari rangkaian dua bagian tentang pasar dan pembuatan saluran pemindahan cairan berdiameter kecil untuk aplikasi bertekanan tinggi. Bagian pertama membahas ketersediaan produk konvensional di dalam negeri untuk aplikasi ini, yang jarang ditemukan. 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 pembuatan profil. Setelah tepi strip dipoles dengan alat bersirip, pipa dipanaskan dengan pengelasan resistansi frekuensi tinggi dan ditempa di antara rol bertekanan untuk membentuk las. Setelah pengelasan, duri OD dihilangkan dengan penahan, yang biasanya terbuat dari tungsten karbida. Kilatan identifikasi dihilangkan atau disesuaikan dengan tinggi desain maksimum menggunakan alat pengunci.
Deskripsi proses pengelasan ini bersifat umum, dan terdapat banyak perbedaan kecil dalam proses produksi aktual (lihat Gambar 1). Akan tetapi, proses ini memiliki banyak kesamaan sifat mekanis.
Kegagalan pipa dan mode kegagalan umum dapat dibagi menjadi beban tarik dan tekan. Pada sebagian besar material, tegangan tarik lebih rendah daripada tegangan tekan. Akan tetapi, sebagian besar material jauh lebih kuat dalam kompresi daripada dalam tarikan. Beton adalah contohnya. Beton sangat mudah dikompresi, tetapi kecuali dicetak dengan jaringan internal batang tulangan (rebar), beton mudah patah. Karena alasan ini, baja diuji tarik untuk menentukan kekuatan tarik pamungkasnya (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 letupan, mungkin diperlukan. Perhitungan dapat digunakan untuk menentukan tekanan letupan akhir teoritis, dengan mempertimbangkan ketebalan dinding, UTS, dan diameter luar material. Karena pipa J525 dan pipa J356A dapat berukuran sama, satu-satunya variabel adalah UTS. Memberikan kekuatan tarik tipikal sebesar 50.000 psi dengan tekanan letupan prediktif sebesar 0,500 x 0,049 inci. Pipa tersebut sama untuk kedua produk: 10.908 psi.
Meskipun prediksi yang dihitung sama, satu perbedaan dalam aplikasi praktis disebabkan oleh ketebalan dinding yang sebenarnya. Pada J356A, duri internal dapat disesuaikan hingga ukuran maksimum tergantung pada diameter pipa seperti yang dijelaskan dalam spesifikasi. Untuk produk J525 yang telah dibersihkan dari duri, proses pembersihan duri biasanya sengaja mengurangi diameter dalam sekitar 0,002 inci, yang mengakibatkan penipisan dinding lokal di zona las. Meskipun ketebalan dinding diisi dengan pengerjaan dingin berikutnya, tegangan sisa dan orientasi butiran mungkin berbeda dari logam dasar, dan ketebalan dinding mungkin sedikit lebih tipis daripada pipa sejenis yang ditentukan dalam J356A.
Bergantung pada penggunaan akhir pipa, duri internal harus dihilangkan atau diratakan (atau diratakan) untuk menghilangkan jalur kebocoran potensial, terutama bentuk ujung berdinding tunggal yang melebar. Sementara J525 umumnya diyakini memiliki ID yang halus dan karenanya tidak bocor, ini adalah kesalahpahaman. Pipa J525 dapat mengembangkan goresan ID karena pengerjaan dingin yang tidak tepat, yang mengakibatkan kebocoran pada sambungan.
Mulailah menghilangkan gerinda dengan memotong (atau mengikis) manik las dari dinding diameter bagian dalam. Alat pembersih dipasang pada mandrel yang ditopang oleh rol di dalam pipa, tepat di belakang stasiun pengelasan. Saat alat pembersih melepaskan manik las, rol secara tidak sengaja menggelinding di atas sebagian percikan las, menyebabkannya mengenai permukaan ID pipa (lihat Gambar 2). Ini merupakan masalah untuk pipa yang dikerjakan dengan mesin ringan seperti pipa yang dibubut atau diasah.
Melepaskan lampu kilat dari tabung tidaklah mudah. ​​Proses pemotongan mengubah lampu kilat menjadi untaian baja tajam yang panjang dan kusut. Meskipun pelepasan merupakan suatu persyaratan, pelepasan sering kali merupakan proses manual dan tidak sempurna. Bagian-bagian tabung scarf terkadang meninggalkan wilayah produsen tabung dan dikirimkan ke pelanggan.
Beras. 1. Material SAE-J525 diproduksi secara massal, yang membutuhkan investasi dan tenaga kerja yang signifikan. Produk tubular serupa yang dibuat menggunakan SAE-J356A diproses sepenuhnya di pabrik pipa anil in-line, sehingga lebih efisien.
Untuk pipa yang lebih kecil, seperti pipa cairan dengan diameter kurang dari 20 mm, penghilangan gerinda ID biasanya tidak sepenting diameter tersebut karena tidak memerlukan langkah penyelesaian ID tambahan. Satu-satunya peringatan adalah bahwa 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. Faktanya, sifat bahan baku J356A harus lebih ketat daripada J525 karena J356A memiliki lebih banyak batasan pada ukuran butiran, inklusi oksida, dan parameter pembuatan baja lainnya karena proses cold sizing yang terlibat.
Terakhir, pengelasan ID sering kali memerlukan 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 sering kali mengandung sejumlah besar partikel logam, berbagai minyak dan oli, dan 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 yang terkontrol, dan residu yang minimal. Terakhir, merupakan praktik umum untuk mengisi setiap tabung dengan gas inert guna mencegah korosi dan menyegel ujung-ujungnya sebelum pengiriman.
Pipa J525 dinormalisasi setelah pengelasan dan kemudian dikerjakan secara dingin (ditarik). Setelah pengerjaan dingin, pipa dinormalisasi lagi untuk memenuhi semua persyaratan mekanis.
Tahap normalisasi, penarikan kawat, dan normalisasi kedua memerlukan pengangkutan pipa ke tungku, ke stasiun penarikan, dan kembali ke tungku. Bergantung pada spesifikasi operasi, tahap-tahap ini memerlukan beberapa tahap terpisah lainnya seperti penunjuk (sebelum pengecatan), pengetsaan, dan pelurusan. Tahap-tahap ini mahal dan memerlukan waktu, tenaga, 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 langkah pembentukan awal ke pipa jadi dalam urutan langkah yang berkesinambungan di pabrik penggilingan. Pipa yang dilas seperti J356A memiliki pemborosan sebesar 10% dalam produksi. Jika semua hal lain sama, ini berarti lampu J356A lebih murah untuk diproduksi daripada lampu J525.
Walaupun sifat kedua produk ini serupa, namun keduanya tidak sama dari sudut pandang metalurgi.
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 sulfat atau klorida) setelah pemanasan. Pengawetan memiliki dampak lingkungan yang besar dalam hal emisi udara dan aliran limbah yang kaya logam.
Selain itu, normalisasi suhu dalam atmosfer reduksi tungku perapian rol menyebabkan konsumsi karbon pada permukaan baja. Proses ini, dekarburisasi, meninggalkan lapisan permukaan yang jauh lebih lemah daripada material aslinya (lihat Gambar 3). Hal ini terutama penting untuk pipa berdinding tipis. Pada ketebalan dinding 0,030″, bahkan lapisan dekarburisasi kecil 0,003″ akan mengurangi dinding efektif hingga 10%. Pipa yang lemah seperti itu dapat rusak karena tekanan atau getaran.
Gambar 2. Alat pembersih ID (tidak ditampilkan) didukung oleh rol yang bergerak sepanjang ID pipa. Desain rol yang baik mengurangi jumlah percikan las yang menggelinding ke dinding pipa. Alat Nielsen
Pipa J356 diproses secara berkelompok dan memerlukan pemanasan dalam tungku perapian rol, tetapi ini tidak terbatas pada itu. Variannya, J356A, sepenuhnya dikerjakan dalam penggilingan menggunakan induksi internal, proses pemanasan yang jauh lebih cepat daripada tungku perapian rol. Ini mempersingkat waktu pemanasan, sehingga mempersempit jendela peluang untuk dekarburisasi dari menit (atau bahkan jam) menjadi detik. Ini memberikan J356A pemanasan seragam tanpa oksida atau dekarburisasi.
Pipa yang digunakan untuk saluran hidrolik harus cukup fleksibel untuk ditekuk, diperluas, dan dibentuk. Tekukan diperlukan untuk mengalirkan cairan hidrolik dari titik A ke titik B, melewati berbagai tikungan dan belokan di sepanjang jalan, dan pelebaran adalah kunci untuk menyediakan metode penyambungan ujung.
Dalam situasi ayam atau telur, cerobong asap dirancang untuk sambungan pembakar dinding tunggal (dengan demikian memiliki diameter bagian dalam yang halus), atau sebaliknya mungkin terjadi. Dalam kasus ini, permukaan bagian dalam pipa pas dengan 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 lahir. Aksesori ini kemudian menjadi suar standar 37 derajat yang banyak digunakan saat ini.
Sejak awal periode COVID-19, pasokan pipa yang ditarik 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 memerlukan pembakar dinding tunggal dan menyebutkan J525 adalah kandidat untuk mengganti pembakar dinding ganda. Semua jenis pipa hidrolik dapat digunakan dengan sambungan ujung ini. Ini membuka peluang untuk menggunakan J356A.
Selain sambungan flare, segel mekanis o-ring juga umum (lihat gambar 5), terutama untuk sistem bertekanan tinggi. Jenis sambungan ini tidak hanya kurang kedap bocor daripada flare dinding tunggal karena menggunakan segel elastomerik, tetapi juga lebih serbaguna—dapat dibentuk di ujung semua jenis pipa hidrolik umum. Hal ini memberi produsen pipa peluang rantai pasokan yang lebih besar dan kinerja ekonomi jangka panjang yang lebih baik.
Sejarah industri penuh dengan contoh produk tradisional yang muncul di saat pasar sulit untuk berubah arah. Produk pesaing – bahkan yang jauh lebih murah dan memenuhi semua persyaratan produk asli – bisa jadi sulit untuk mendapatkan tempat di pasar jika timbul kecurigaan. Ini biasanya terjadi saat agen pembelian atau teknisi yang ditugaskan mempertimbangkan pengganti non-tradisional untuk produk yang sudah ada. Hanya sedikit yang bersedia mengambil risiko ketahuan.
Dalam beberapa kasus, perubahan mungkin tidak hanya diperlukan, tetapi memang diperlukan. Pandemi COVID-19 telah mengakibatkan perubahan yang tidak terduga dalam ketersediaan jenis dan ukuran pipa tertentu untuk perpipaan fluida baja. Area produk yang terpengaruh adalah yang digunakan dalam industri otomotif, listrik, peralatan berat, dan industri manufaktur pipa lainnya yang menggunakan saluran bertekanan tinggi, terutama saluran hidrolik.
Kesenjangan ini dapat diatasi dengan biaya keseluruhan yang lebih rendah dengan mempertimbangkan jenis pipa baja yang mapan tetapi khusus. Memilih produk yang tepat untuk suatu aplikasi memerlukan beberapa penelitian untuk menentukan kompatibilitas fluida, tekanan operasi, beban mekanis, dan jenis sambungan.
Jika spesifikasinya ditelusuri lebih lanjut, J356A dapat disetarakan dengan J525 asli. Meskipun sedang dilanda pandemi, J356A masih tersedia dengan harga lebih murah melalui rantai pasokan yang sudah terbukti. Jika memecahkan masalah bentuk akhir tidak terlalu padat karya dibandingkan menemukan J525, J356A dapat membantu OEM memecahkan 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 Tabung & Pipa 于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.Saat ini, publikasi ini tetap menjadi satu-satunya publikasi industri di Amerika Utara dan telah menjadi sumber informasi paling tepercaya bagi para profesional industri pipa.
Sekarang dengan akses penuh ke edisi digital FABRICATOR, akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.
Edisi digital The Tube & Pipe Journal sekarang sepenuhnya dapat diakses, menyediakan 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 stamping logam.
Sekarang dengan akses digital penuh ke The Fabricator en Español, Anda memiliki akses mudah ke sumber daya industri yang berharga.