METODE KERJA PENGELASAN, PEMASANGAN, GALIAN TANAH PIPA HDPE PE 100 PENYAMBUNGAN BUTT – FUSION UMUM : Penyambungan butt-fusion adalah proses termofusi yang melibatkan pemanasan secara bersama di kedua ujung pipa yang akan disambung sampai kondisi leleh tercapai pada kedua ujungnya. Lalu kedua ujung pipa digabung pada tekanan tertentu untuk sambungan yang senyawa. Hasil penyambungan pipa harus tahan terhadap gaya tarik dan mempunyai kekuatan yang sebanding dengan pipa. Metode penyambungan jenis ini membutuhkan plat pemanas elekrik untuk dapat mencapai suatu temperatur tertentu yang digunakan untuk jenis pipa dari bahan PE 100 untuk ukuran 90 mm ke atas dengan SDR yang sama. KHUSUS : Dipergunakan mesin las khusus (butt fusion welding machine) yang sudah terkalibrasi oleh lembaga independent Proses pengelasan harus mempergunakan kaidah atau aturan yang berlaku sesuai aturan DVS 2207/1 Teknis penyambungan pipa dan pemeriksaan kualitas hasil pengelasan harus mendapatkan persetujuan dari Pengawas Proyek dan Konsultan Dilakukan oleh seorang operator yang sudah berpengalaman dan bersertifikat sesuai kaidah DVS 22071/1 serta didampingi oleh 2 – 3 fitter. Penyambungan pipa PE sedapat mungkin dilakukan di area fabrikasi untuk mempersingkat waktu kondisi galian dalam keadaan terbuka. PERALATAN • • • • • • • • • • •
Generator untuk memberikan daya listrik plat pemanas, pemotong dan pompa hidrolik. Mesin butt-fusion dilengkapi dengan pengencang pipa, pemotong, plat pemanas, pompa hidrolik dan pengatur waktu. Roda penyangga pipa Tenda pengelasan Alat pembersih, kain katun atau handuk kertas Alat ukur sambungan Thermometer digital yang sudah terkalibrasi untuk memeriksa suhu plat pemanas Pipa dan penutupnya Papan landasan Pemotong pipa Thermometer temperatur udara
METODE KERJA PENGELASAN, PEMASANGAN, GALIAN TANAH PIPA HDPE PE 100 •
Alat pengukur waktu
METODE PENYAMBUNGAN Pemeriksaan awal Sebelum dimulainya pengelasan, dilakukan pemeriksaan sebagai berikut : • • • • • • • •
Adanya bahan bakar yang cukup di generator dan dalam keadaan benar-benar berfungsi sebelum dihubungkan ke mesin. Perlengkapan mesin dan pompa berfungsi dengan baik. Plat pemanas dalam keadaan bersih dan lakukan pembersihan apabila sebelumnya sudah digunakan. Siapkan tenda untuk memberikan perlindungan selama pekerjaan dilakukan. Perlengkapan mesin harus lengkap dan tidak rusak. Anda harus mengetahui langkah-langkah penyambungan yang benar dan pipa yang akan disambung. Plat pemanas harus pada temperatur yang benar (sambungkan plat pada sumber listrik dan biarkan selama 20 menit pada kondisi temperatur yang disarankan). Periksa dan pastikan bahwa pipa-pipa dan atau fitting yang akan disambung mempunyai ukuran diameter, SDR dan bahan yang sama.
Untuk membersihkan kotoran pada plat pemanas bias dicuci pada saat dingin dengan sedikit air yang cukup sebelum memulai penyambungan. Gunakan bahan yang bersih yang tidak meningggalkan bekas. Untuk membersihkan kotoran lapisan minyak atau pelumas harus menggunakan kain dan bahan pembersih yang sesuai, seperti ISO PROPANOL. Sambungan percobaan
METODE KERJA PENGELASAN, PEMASANGAN, GALIAN TANAH PIPA HDPE PE 100 Meskipun pencucian plat pemanas dapat menghilangkan kotoran yang tertinggal, akan tetapi partikel kecil daripada debu seringkali masih ada. Untuk membersihkannya diperlukan pembuatan sambungan percobaan pada tiap sesi penyambungan, dimana ketika temperatur plat mulai menurun atau dibawah 180°C, atau pada saat adanya perubahan ukuran pipa yang akan disambung. Sambungan percobaan dapat dibuat dengan menggunakan potongan pipa dengan ukuran, SDR dan bahan yang sama. Hal ini bukan untuk membuat sambungan. Prosedur tersebut dapat dihentikan setelah proses pemanasan tercapai.
Prosedur Penyambungan • Tempatkan pipa pada penjepit (clamp) dimana ujung pipa berhadapan dengan plat pemotong dalam posisi lurus. • Luruskan dan ratakan posisi seluruh komponen dengan roller. • Kencangkan penjepit (clamp) untuk memegang dan membulatkan kembali pipa. • Tutup ujung pipa yang terbuka untuk mencegah pendinginan plat oleh masuknya udara ke bagian dalam pipa. • Nyalakan alat pemotong dan geserkan penjepit pipa secara perlahan sehingga ujung pipa tepat berhadapan dengannya sampai terjadinya pemotongan permukaan pipa yang kontinyu. • Jaga agar alat pemotong tetap menyala sementara penjepit (clamp) dibuka untuk menghindari terjadinya pemotongan permukaan yang tidak rata. • Angkat alat pemotong perlahan dan hindarkan bersinggungan dengan permukaan pipa . • Bersihkan sisa potongan dari mesin dan pipa. Dilarang menyentuh permukaan yang sudah dipersiapkan. • Periksa bahwa kedua permukaan sudah rata. Jika tidak, ulangi proses pemotongan. • Dekatkan kedua pipa dan periksa tidak adanya celah antara permukaan potongan. • Maksimum selisih diameter yang diijinkan adalah : 1,0 mm untuk pipa ukuran 90 mm s/d 315 mm. 2,0 mm untuk pipa ukuran 316 mm s/d 800 mm. Jika ketidaksesuaian tersebut lebih besar dari batas tadi maka pipa harus diluruskan dan dipotong lagi. • Buka dan kemudian tutup clamp dan perhatikan tekanan tarik yang dibutuhkan untuk menggerakkan pipa bersama-sama secara hidrolik. Tekanan tarik adalah ukuran tekanan minimal yang dibutuhkan untuk mengatasi gaya gesek akibat tarikan kerja mesin dan berat pipa/fitting yang sedang disambung. Catatan: Tekanan tarik (kPa) harus diperkirakan secara tepat sebelum pembuatan sambungan dan harus ditambahkan tekanan ram dasar yang ditunjukkan pada mesin. (Apabila yang digunakan mesin adalah otomatis, maka pekerjaan ini akan terlaksana secara otomatis) • Pindahkan lempengan pemanas dari tempat pelindungnya. Periksa bahwa plat tersebut bersih dan baik suhunya.
METODE KERJA PENGELASAN, PEMASANGAN, GALIAN TANAH PIPA HDPE PE 100 • •
•
• • • • •
Tempatkan alat pemanas pada mesin dan tutup klem supaya bagian permukaan yang akan disambung menyentuh lempengan. Gunakan sistem hidrolik dengan menggunakan tekanan yang ditentukan sebelumnya. Jaga tekanan yang dipakai sampai pipa mulai meleleh dan lelehannya merata 1 – 6 mm terbentuk tiap ujungnya. Lihat tabel PE butt welding SNI 06-4829-2005 untuk pipa PE.
Setelah lelehan awal muncul, tekanan pada sistem hidrolik harus dilepas supaya pencatat tekanan tercatat nol dan tekanan tarik sedemikian sampai pertumbuhan lelehan terkontrol selama waktu pemanasan. Periksa bahwa pipa tidak bergeser posisinya di klem dan ujung pipa harus terus di jaga agar tetap kontak dengan plat pemanas. Setelah pemanasan selesai, buka klem dan pindahkan plat pemanas, pastikan bahwa plat tidak menyentuh permukaan yang meleleh. Segera tutup klem (dengan 8 – 10 detik dari pemindahan plat) dan rekatkan permukaan yang sudah meleleh bersama pada tekanan yang sudah ditentukan sebelumnya. Jaga tekanan yang dibutuhkan untuk waktu pendinginan minimal sampai yang diindikasikan pada tabel. Setelah itu pipa yang disambung dapat dipindahkan dari mesin tetapi tidak boleh dipindahkan untuk periode berikutnya sama pada waktu pendinginan di atas. Periksa sambungan untuk kebersihan dan keseragamannya dan cek bahwa lelehan sesuai dengan batasan yang ditentukan.
Aturan untuk “butt fusion” HAL HAL YANG TIDAK BOLEH DILAKUKAN : • • • • • • • •
Berusaha untuk menyambung pipa dengan SDR yang berbeda Menyentuh ujung pipa yang sudah dipotong. Membiarkan sisa potongan di bagian dalam pipa atau pada mesin pengelas. Membiarkan peralatan menjadi basah atau berdebu. Menggunakan mesin-mesin yang tidak direkomendasikan. Memindahkan pipa sebelum cooling time selesai. Mengijinkan operator yang belum ditraining untuk menggunakan peralatan penyambungan. Tidak mengikuti prosedur.
METODE KERJA PENGELASAN, PEMASANGAN, GALIAN TANAH PIPA HDPE PE 100 • •
Menyambung pipa dari bahan yang berbeda di lapangan. Menggunakan sebuah generator yang kapasitasnya tidak memadai.
PARAMETER BUTT FUSION Parameter ini harus digunakan sebagai pembimbing ke butt fusion dari pipa polyethylene yang menggunakan SNI 06-4829-2005 sebagai bahan dasarnya. Kontraktor yang melakukan penyambungan harus selalu memeriksa kemungkinan penerapannya dari parameter yang ada untuk setiap proyek yang diberikan, (terlampir)
METODE KERJA PENGELASAN, PEMASANGAN, GALIAN TANAH PIPA HDPE PE 100 Butt Fusion Parameter Heater plate Temperature Pressure value : Bead up Approx. bead width after bead up Bead up time Pressure value : Heat soak Heat soak time Max. changeover time Max. time to achieve welding pressure Pressure value : welding & cooling Welding & cooling time : 1<15 mm Welding & cooling time : 1>15 mm Min. bead width after cooling Max. bead width after cooling
Units
Value
Degrees 220 – 235 C 175 ± 25 P1 kPa Mm T1 Second P2 kPa
0.5 + 0.1 † Approx.6 †
Comments
Insert this in the formula (note 6) and add drag pressure † = wall thickness (see note 4) Varies with ambient temp.
Drag only
T2 Second
15 †
T3 Second
3 + 0.01 D
T4 Second
3 + 0.03 D
P3 kPa
175 ± 25
T5 Minute
10 + 0.5 †
Time in clamps
T5 Minute
1.5†
Time in clamps
3 + 0.5†
Typical (see note 2)
5 + 0.7†
Typical (see note 2)
Mm Mm
D = pipe diameter (see note 5) Pressure should be increased smoothly using most of the time allowed to reach weld pressure. Insert this value in the formula (note 6) and add drag pressure.
METODE KERJA PENGELASAN, PEMASANGAN, GALIAN TANAH PIPA HDPE PE 100 Machine pressure P1
Drag Pressure
P2
T1
T2
T3
Catatan : 1. Parameter ini digunakan untuk butt fusion bahan polyethylene PE100 seperti yang dispesifikasikan dalam SNI 06-4829-2005. 2. Parameter ini bisa juga digunakan untuk butt fusion PE100. Ini mungkin menghasilkan sedikit perbedaan bentuk lelehan tanpa mengurangi kualitas pengelasan. 3. Hanya pipa-pipa dan fitting-fitting yang mempunyai diameter dan ketebalan yang sama yang boleh dibutt fusion bersama. 4. † = rata-rata ketebalan dinding pipa dihitung dari SNI 06-4829-2005 min/max pembulatan ke mm terdekat. 5. D = rata-rata diameter luar pipa dihitung dari SNI 06-4829-2005 min/max, pembulatan ke mm terdekat. 6. Rumus perhitungan tekanan : Luas anulus pipa x nilai tekanan Hidrolik bag. Cilinder Dimana luas anulus pipa = µ (D - †)† 7. Untuk suhu sekitar >25°C, waktu pendinginan harus ditambah dengan 1 menit per°C setelah 25°C ke atas.
METODE KERJA PENGELASAN, PEMASANGAN, GALIAN TANAH PIPA HDPE PE 100 Typical butt fusion requirements PE pipes to SNI 06-4829-2005
PROFIL BUTT WELDING 1. Sambungan yang baik dengan lelehan yang bagus dan merata. Wallthick (mm)
2 4 6 8 10 12 15 20 25 30 35 40 45 50 55 •
Bead up Width (mm)
1 1 1 1 2 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6
Bead up Heat soak Time Time T1 (sec) T1 (sec)
12 24 36 48 60 72 90 120 150 180 210 240 270 300 330
30 60 90 120 150 180 225 300 375 450 525 600 675 750 825
PE100 pipe specific to FREEPORT Project Dia. 630 Pn 6.3 SDR 26 25 3 150 375
Max Max time Weld and Final bead width Change Achieve Cooling (mm) Overtime Weld Min. T3 Press T5* (sec) T4 (sec) min max Calculate on pipe diameter
10
22
11 12 13 14 15 16 17 30 38 45 53 60 68 75 83
4 5 6 7 8 9 10 13 16 18 20 23 25 28 30
7 8 9 11 12 14 16 20 24 27 31 35 38 43 47
38
16
24
2. Lelehan terlalu sempit dan terlalu tinggi atau banyak tergulung kemungkinan disebabkan karena waktu pemanasan yang pendek † 1 dan atau P1 3. Lelehan terlalu rata dikarenakan tekanan penyambungan P3 yang terlalu rendah.
METODE KERJA PENGELASAN, PEMASANGAN, GALIAN TANAH PIPA HDPE PE 100 4. Sambungan yang kurang baik karena lubang yang tajam diantara kedua lelehan. Lubang cukup dalam sehingga mengurangi ketebalan pipa. Lubang ini juga berlaku sebagai titik pusat stress. 5. Sambungan yang kurang baik dengan saling berhimpit disebabkan tidak ratanya pipa tersebut. 6. Sambungan yang kurang baik antara pipa-pipa dari tebal dinding yang berbeda. Dinding pipa yang lebih tebal harus dikurangi dengan alat chamfered ke sebuah sudut 1:4 sebelum penyambungan. 7. Sambungan yang kurang baik dengan runtuhnya bahan yang terlelehkan. 8. Sambungan yang kurang baik antara bahan-bahan dari temperatur yang berbeda atau ujung-ujung pipa yang sudah dipanaskan pada waktu yang berbeda. 9. Lelehan di luar ukurannya dikarenakan penyambungan pada sebuah temperatur atau sebuah tekanan yang terlalu rendah. PERSIAPAN DI LAPANGAN Kedalaman galian Jika kedalaman pipa PE tidak ditentukan, lapisan di bagian atas pipa harus ditentukan sehingga mampu melindungi pipa dari beban luar, kerusakan yang disebabkan oleh pihak lain dan konstruksi jalan. Jika memungkinkan, pipa harus dipasang pada batas kedalaman minimum dan tabel berikut dapat digunakan sebagai petunjuk. Penimbunan minimum yang direkomendasikan : Installation condition Cover over pipe crown (mm) No subject to vehicular loading 300 Subject to vehicular loading not in roadways 450 in sealed roadways 600 under sealed roadways 750 Pipes in embankment 750 condition or subject to construction loading equipment Subject to variation by the regulatory authority
METODE KERJA PENGELASAN, PEMASANGAN, GALIAN TANAH PIPA HDPE PE 100 Kedalaman ini hanya berlaku untuk pemasangan khusus seperti beban memanjang pada atas pipa, pemadatan tambahan dari bahan penimbun sekitar pipa atau timbunan pelindung, standard SNI 06-4829-2005 harus digunakan.
100 mm PE Min. Pipe
Minimum cover as per schedule
Tanah asal Secondary Pipe zone 30%OD Trench Grade Min.75 mm Bedding
Spring Line
Pipe Zone
Primary Pipe zone 30% OD
Pertimbangan SNI 06-4829-2005 Rekomendasi umum dari SNI 06-4829-2005 Desain untuk Pipa Fleksible Bawah Tanah harus diperhatikan dalam mendesain parit dan tanggul. Demikian pula dengan spesifikasi desain untuk perlindungan penyangga samping dan urukan harus disesuaikan dengan SNI 06-4829-2005. Dinding parit dengan kondisi tanah kurang baik harus digali tahap demi tahap, untuk menghindari runtuhnya material dinding parit (lubang galian). LEBAR GALIAN Secara umum, lebar galian minimum harus sesuai dengan syarat konstruksi sehingga proses dapat terus berlangsung. Lebar galian untuk keperluan pemasangan pipa PE dapat berkurang dibandingkan keperluan untuk pemasangan pipa tipe lain, karena pengelasan “butt” atau elektrofusi dilakukan di atas tanah kemudian pipa yang sudah tersambung diletakkan ke dalam galian. Demikian juga untuk pipa diameter kecil dalam bentuk coil bisa disambung di atas tanah dan kemudian diletakkan di dalam galian.
METODE KERJA PENGELASAN, PEMASANGAN, GALIAN TANAH PIPA HDPE PE 100 Lebar galian minimum harus mencakup untuk pemadatan bahan penyangga samping. Rekomendasi Lebar Galian Pipe diameter (mm) Minimum trench (mm) 16 to 63 150 75 to 110 250 125 to 315 500 355 to 500 700 630 to 710 910 800 to 1000 1200
Lebar maksimum galian harus dibatasi sedapat mungkin tergantung kondisi tanah. Hal ini penting baik secara ekonomis maupun untuk penambahan bagian penyangga samping. Apabila terdapat galian-galian atau tanggul-tanggul yang lebar maka pipa harus dipasang pada 75 mm lapisan yang dipadatkan atau bahan yang padat seperti yang ditunjukkan pada diagram. PELINDUNG Pipa harus diletakkan pada lapisan padat, tebal 75 mm, dengan memenuhi kondisi berikut : 1. Tanah terseleksi, bebas dari batu-batuan atau benda-benda tajam kurang dari 13.2 mm 2. Batu kerikil atau batuan dengan yang diperbolehkan sampai ukuran maksimum 15 mm. 3. Bekas galian yang bebas dari batu dan pecahannya tidak mengandung tanah liat lebih besar dari 75 mm yang mampu mempengaruhi pemadatan. Pastikan bahwa fitting-fitting, flange dan perlengkapan lainnya tidak menyentuh tanah aslinya (dinding lubang).
METODE KERJA PENGELASAN, PEMASANGAN, GALIAN TANAH PIPA HDPE PE 100 PENYANGGA Bahan yang digunakan untuk penyangga harus disesuaikan dengan kebutuhan pada bahan pelindung. Bahan untuk penyangga harus dipadatkan dengan rata setebal 75 mm untuk pipa sampai dengan 250 mm dan 150 mm untuk pipa berdiameter 300 mm ke atas.
TIMBUNAN Pada saat bagian pengisi sudah diletakkan dan dipadatkan sesuai yang dibutuhkan di atas pipa, bahan timbunan dapat menggunakan bahan bekas galian. Sisa dari galian atau pengisian tanggul dapat dilaksanakan dengan menggunakan tanah galian. Penimbunan lubang galian tidak boleh menggunakan bahan-bahan yang keras (seperti batu bata, batuan dan sebagainya). Ukuran dari partikel maksimum 75 mm. Pada saat pipa PE dipasang di tempat-tempat yang mempunyai tekanan luar yang sangat tinggi, maka bahan penimbun harus mempunyai standar yang sama sebagai bahan pelindung dan bahan lapisan. Diperlukan untuk menunda penimbunan tahap akhir setelah pemadatan di sekeliling pipa sampai cuaca lebih dingin untuk membiarkan pipa kontraksi. Mechanical join seperti flange harus tetap diekspose sampai pipa ditest. Pipa tidak boleh ada yang tertimbun dimana akan menyebabkan kemungkinan masuknya air pada waktu hujan, dsb yang akan mengisi bagian-bagian yang kosong dan menyebabkan pipa terapung kecuali ditimbun dengan ketinggian beberapa kali diameter pipa. Metode penempatan sisa galian pada penimbunan galian akan bergantung pada lokasi jalur pipa apakah berada di daerah bebas lalu lintas atau di bawah jalan raya. Apabila berada di jalan raya akan lebih baik untuk meneruskan penimbunan dan pemadatan dengan kualitas material timbunan yang berkualitas bagus sampai batas lapisan aspal. Pemadatan yang berat dan penimbunan tidak diperbolehkan tanpa sedikitnya 300 mm bahan pelindung penutup jalur pipa. Adalah sangat penting bahwa tingkat pemadatan yang sesuai dengan SNI 06-4829-2005 harus dicapai seperti pipa PE yang memiliki struktur fleksible. Plat bergetar untuk pemadat tidak boleh digunakan sampai terdapat lapisan timbunan tanah setebal 300 mm di atas pipa PE. Pita atau penanda, harus diletakkan pada lapisan timbunan yang telah dipadatkan setebal 150 mm.
METODE KERJA PENGELASAN, PEMASANGAN, GALIAN TANAH PIPA HDPE PE 100
PENGETESAN DAN UJI COBA HAL - HAL YANG PERLU DIPERHATIKAN SEBELUM PENGETESAN Sebelum pengetesan, instalasi harus dicek untuk memastikan semua kotoran dan bahanbahan konstruksi dipindahkan untuk menghindari kontak dengan pipa-pipa dan fittingfitting. Semua valve harus ditempatkan pada posisi terbuka dan penempatan valve pada ujung pipa untuk mengeluarkan udara dari jalur pipa selama pengisian berlangsung. TEST TEKANAN Air harus perlahan dialirkan ke jalur pipa sampai semua udara dilekuarkan dari jalur dan air mengalir dengan bebas pada ujung pipa. Lebih baik jika air dialirkan ke jalur pipa dari titik terendah untuk memudahkan pengeluaran udara. Tekanan harus dinaikkan terus-menerus secara bertahap ke jalur pipa tanpa dikagetkan. Sebuah test tekanan dari 1.3 kali dari maksimum tekanan kerja harus diterapkan pada jalur pipa sampai 1000 meter panjang dan untuk test penempatan valve.
METODE KERJA PENGELASAN, PEMASANGAN, GALIAN TANAH PIPA HDPE PE 100
Test tekanan pada situasi ini harus ditahan minimal 15 menit dan alat pencatat tekanan diperiksa jika terjadi penurunan tekanan. Selanjutnya, sambungan harus benar-benar diinspeksi secara visual untuk kemungkinan terjadinya kebocoran pada sambungan. Sifat elastis dari PE seperti yang diuraikan pada test tekanan, bisa menyebabkan pengembangan pada pipa dan volume perlu sedikit ditambah untuk mendapatkan bacaan tekanan yang tepat. Penambahan volume ini hanya 1 % dan dapat diterapkan pada tekanan awal dan tekanan tersebut harus ditahan pada periode maksimum selama 1 jam atau untuk waktu yang diperlukan untuk mengadakan inspeksi di seluruh sambungan. Sedikit penurunan tekanan lebih kecil dapat terjadi yang disebabkan oleh pemuaian pipa, walaupun demikian hal ini tidak mengindikasikan kebocoran pada jalur pipa.
