Sistem Penyambungan Pipa Polyethylene (Part 1)

Pipa yang terbuat dari bahan Polyethylene mulai dikenal pada tahun 1980-an. Pipa ini mulai menarik perhatian dunia saat terjadi peristiwa gempa bumi di Kobe, Jepang tahun 1995. Saat itu terjadi kerusakan yang sangat parah dimana 440.000 rumah mengalami kehancuran dan juga terjadi kebocoran gas. Hasil survey yang dilakukan oleh tim dari Osaka Gas Jepang semua kebocoran terdapat pada pipa yang terbuat dari baja. Bukan pada titik sambungan tetapi badan badan pipa itu sendiri. Yang cukup menarik bahwa hasil survey membuktikan bahwa tidak ada satupun kerusakan pada pipa Polyethylene baik di sambungan maupun badan pipa.

Beberapa keunggulan pipa Polyethylene adalah :

1.  Pipa Polyethylene dapat digulung dengan radius minimal 20 x diameter pipa dan tingkat kemuluran lebih besar dari 400%. 
2. Mempunyai kemampuan yang sangat besar terhadap beban benturan dari luar (impact strength), sehingga pipa tidak mudah pecah.
3. Bebas korosi dan tahan dari pengikisan bahan kimia.
4. Ringan
5. Usia pipa (lifetime usage) dapat mencapai 50 tahun.
6. Tidak mengandung bahan beracun sehingga bisa dipergunakan untuk penyaluran air minum, karena tidak menurunkan kualitas air yang dialirkannya.
7. Tahan terhadap pergerakan tanah, yang dibuktikan pada saat kejadian gempa di Kobe, Jepang.
8. Biaya perawatan yang rendah.

Ada beberapa cara untuk menyambung pipa Polyethylene tetapi kali ini saya hanya akan mencoba mengulas secara singkat penyambungan dengan metode Buttfusion dan Electrofusion. Kedua metode penyambungan ini masuk dalam kategori pengelasan (welding) yang memerlukan mesin khusus untuk menghasilkan panas dan tekanan dalam periode tertentu.


BUTTFUSION

Pada dasarnya penyambungan pipa Polyethylene dengan sistem Buttfusion adalah memanfaatkan panas dan tekanan dalam waktu tertentu. Dimana kedua ujung material yang akan disambung, dipanaskan hingga meleleh. Kemudian dengan tekanan tertentu ditekan hingga menyatu/melebur (fusi).

Kita lanjut pada bagian dan fungsi dari mesin Buttfusion :

1. Badan Mesin
Fungsi bagian ini adalah untuk meletakkan pipa atau fitting yang akan disambung. Selain itu juga berfungsi sebagai penekan. Pada badan mesin ada bagian yang dapat digerakkan dan ada bagian yang diam. Pada proses penekanan ada mesin yang digerakkan secara manual dan ada juga yang digerakkan oleh hidrolik.

2. Penyerut (Facer/milling)
Bagian ini untuk meratakan kedua permukaan sebelum disambung. Agar kedua permukaan benar-benar sejajar.

3. Pemanas (Heater)
Bagian ini utnuk memanaskan permukaan yang akan disambung.

4. Penjepit (Insert clamp/liner clamp)
Adalah penjepit yang dipasangkan ke badan mesin. Ukurannya sesuai untuk masing-masing ukuran pipa.

5. Pengatur hidrolik (hydraulic control)
Pada bagian ini diletakkan parameter-parameter penyambungan seperti indikator tekanan, waktu, dan suhu pemanas.

Langkah-langkah kerja :

Yang paling utama perhatikan jenis pipa yang akan disambung (PE-80 atau PE-100). SDR dan diameter luar pipa, kemudian lihat tabel parameter (biasanya diberikan oleh produsen pipa) yang sesuai untuk mesin dan jenis pipa atau fitting.

1. Pasang kedua pipa/fitting yang akan disambung pada badan mesin.

2. Tentukan besarnya drag pressure dengan menjalankan bagian yang bergerak pada badan mesin. Dimana drag pressure adalah besarnya tekanan yang dibutuhkan untuk menggerakan mesin dengan beban pipa saja. angka drag pressure akan sangat berpengaruh karena setiap tekanan dalam tabel harus ditambahkan faktor ini.

3. Kedua sisi pipa harus tegak lurus terhadap sumbu, untuk itu setiap mesin buttfusion dilengkapi dengan milling cutter/facer untuk merapikan kedua sisi. Besarnya tekanan saat penyerutan sebaiknya tidak melebihi 10 bar diatas drag pessure.

4. Setelah kedua sisi tegak lurus terhadap sumbu, kemudian rapatkan kedua sisi yang akan disambung. Keduanya harus sejajar pada satu sumbu. Toleransi kesejajaran adalah 0.1 x tebal rata-rata.

5. Selesai proses penyerutan, pastikan tidak ada sisa-sisa serutan atau material yang menempel pada pemanas. Jika ada sisa serutan menempel pada pemanas bersihkan menggunakan bahan lunak, seperti kayu atau bambu. Jangan membersihkan dengan benda tajam (pisau, cutter, obeng dll), karena akan merusak permukaan pemanas.

6. Sebelum proses pemanasan awal (pre-heating), bersihkan bagian yang akan disambung dan sekitarnya dengan majun dari sisa air, debu, pasir, tanah atau kotoran lainnya termasuk sisa serutan milling cutter/facer. Karena akan menyebabkan sambungan tidak sempurna. Bersihkan kedua sisi. Ada baiknya menggunakan cairan pembersih yang langsung menguap seperti alkohol.

7. Fase pemanasan 1 kedua sisi yang akan disambung dipanaskan dengan pemanas dan diberi tekanan sesuai dengan parameter penyambungan yang telah ditentukan.

Sebagai contoh diatas digunakan Pipa MDPE 80 diameter 90 milimeter SDR-11. Maka pemanas harus berada pada suhu (t) 218 derajat celcius dan ditekan (p) dengan tekanan sebesar 4 bar. Pemanasan dilakukan hingga muncul bead selebar/setinggi 1 milimeter.

8. Setelah tebal/tinggi bead tercapai, penyambungan memasuki Fase 2. Disini tekanan (p) diturunkan menjadi 1 bar selama waktu (T) 54 detik.

9. Setlah itu keluarkan pemanas dan rapatkan kedua sisi yang akan disambung dengan tekanan. Agar tidak terjadi "sambungan dingin (cooled joint)" yaitu suhu kedua sisi turun diluar toleransi, maka waktu pemindahan pemanas hingga kedua sisi yang disambung bertemu dilakukan dalam waktu (T) 5 detik (secepat mungkin dan tidak boleh melebihi). Proses ini disebut change over.

10. Selanjutnya proses dimana kedua sisi dirapatkan dan ditekan dengan tekanan (P) 9 bar dan didinginkan selama waktu (T) 7 menit. Setelah waktu pendinginan terlewati maka kedua material dapat dinyatakan telah tersambung.

Bersambung....

Sumber : Buku Panduan Penyambungan Pipa dan Fitting PE (Vinilon)
                 Dokumentasi PT. Promits