Mengenal Carbon Steel (Baja Karbon) dan Penggunaannya

Salah satu material yang sangat umum digunakan pada sistem perpipaan adalah carbon steel. Biasanya, semakin tinggi kandungan karbon, maka akan semakin tinggi tingkat kekuatan yang juga akan meningkatkan ketahanannya terhadap korosi. Namun, tingkat kelenturan serta kemampuan penempaan dan pengelasan akan menurun.

Selain di industri perpipaan, carbon steel juga digunakan secara luas di industri lain. Di antaranya: bangunan dan konstruksi, manufaktur, infrastruktur, furnitur, dan lain sebagainya. Artikel ini akan mengupas berbagai hal mengenai material carbon steel yang digunakan secara umum. Simak selengkapnya.

Apa Itu Carbon Steel?

Carbon steel adalah campuran dari besi dan karbon. Kandungannya yaitu karbon hingga 2,06%,  mangan hingga 1,65%, dan silikon hingga 0,5%. Bahan ini banyak digunakan secara luas pada komponen perpipaan dalam proses industri selain stainless steel.

Besi merupakan unsur utama dalam material carbon steel, ditambah dengan unsur lain namun dalam jumlah yang tidak signifikan. Perlu diingat bahwa carbon steel adalah jenis baja campuran, unsur-unsur lain yang ada dalam carbon steel ada yang bersifat logam dan non-logam.

Baca Juga : Mengenal Slip on Flange

Elemen campuran berbahan logam yang terdapat pada carbon steel adalah: Mangan, nikel, kromium, molibdenum, vanadium, aluminium, tembaga, silikon, dll.  Sementara, elemen paduan campuran berbahan non-logamnya antara lain: Karbon, fosfor, belerang, dan lain-lain. Ketika ditambahkan dengan jumlah tertentu, elemen campuran ini memiliki efek berbeda pada logam; beberapa elemen ini akan sangat meningkatkan sifat material.

Klasifikasi Jenis-jenis Carbon Steel

Carbon steel umumnya dibagi menjadi tiga kategori yaitu carbon steel rendah, carbon steel sedang, dan carbon steel tinggi. Apa yang membedakan ketiga jenis tersebut? Berikut penjelasannya:

Low Carbon Steel - Berkisar dari 0,05% hingga 0,25%

Low carbon steel juga dikenal sebagai baja ringan karena kekuatan dan kelenturannya yang rendah. Sering digunakan dalam industri konstruksi seperti rantai, paku, kawat, kabel, dan sheet (lembaran) karena mudah dibentuk dan dilas. Biasa digunakan dalam pembuatan suku cadang otomotif, peralatan rumah tangga, dan barang sehari-hari lainnya. Karena kandungan karbonnya yang rendah, baja ini tidak sekeras high carbon steel dan kecil kemungkinannya untuk retak atau pecah di bawah tekanan.

Medium Carbon Steel - Berkisar 0,25% hingga 0,5%

Jenis ini dikenal lebih kuat dan lebih keras daripada low carbon steel, tetapi masih relatif lentur. Umumnya digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan lebih banyak kekuatan dan ketahanan terhadap keausan seperti sekrup, roda gigi, dan bagian mesin lainnya. Bisa juga digunakan dalam produksi rel kereta api dan infrastruktur transportasi lainnya. Medium carbon steel juga dapat dipanaskan dengan cara quenching(pendinginan cepat) **atau tempering(pemanasan kembali) **untuk meningkatkan kekuatan dan kekerasannya. Namun, bisa rapuh jika tidak dipanaskan dengan benar.

High Carbon Steel - Berkisar 0,5% hingga 2%

Sesuai dengan namanya, jenis ini dikenal karena kekuatan, kekerasan, dan ketahanan ausnya yang tinggi. Biasanya digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan kekuatan dan daya tahan tinggi, seperti alat pemotong, pisau, hingga pegas. High carbon steel juga dapat dipanaskan untuk membuatnya lebih keras dan lebih tahan lama, tetapi akibatnya bisa menjadi kurang lentur. High carbon steel seringkali sulit dilas dan lebih rentan retak, tetapi dapat digunakan untuk peralatan berat, seperti alat perkakas, alat konstruksi dan suku cadang mesin, yang membutuhkan daya tahan tinggi.

Baca Juga : Jenis Pipa dan Fungsinya

Proses Produksi Carbon Steel

Proses produksi carbon steel terdiri dari beberapa step mulai dari mempersiapkan bahan baku hingga terbentuk. Langkah-langkah pembuatan carbon steel antara lain sebagai berikut:

Bahan baku utama yang digunakan dalam produksi carbon steel adalah bijih besi (iron ore) dan kokas (coke). Bijih besi biasanya berasal dari tambang kemudian diangkut ke pabrik baja untuk diproses menjadi bentuk yang dapat digunakan dalam produksi baja. Kokas terbuat dari batu bara dan berperan sebagai bahan bakar dan zat pereduksi (reducer) dalam produksi carbon steel.

Peleburan (Smelting)

Setelah bahan baku digabungkan dalam blast furnace lalu dipanaskan hingga temperatur yang sangat tinggi. Proses inilah yang disebut peleburan karena bijih besi bereaksi dengan kokas untuk membentuk besi cair, juga dikenal sebagai besi kasar. Besi kasar ini kemudian dituangkan ke dalam cetakan untuk membentuk balok besar yang disebut pigs.

Pemurnian (Refining)

Pig iron yang telah terbentuk kemudian dikirim ke tungku pembuatan baja, di mana ia digabungkan dengan bahan campuran lainnya, seperti nikel, kromium, dan mangan. Campuran tersebut kemudian dipanaskan dan oksigen dihembuskan melaluinya, yang menyebabkan kotoran (impurities) terbakar dan karbon bereaksi dengan besi untuk membentuk baja.

Pembentukan (Shaping)

Baja kemudian dituangkan ke dalam cetakan dan dibentuk menjadi berbagai bentuk, seperti lempengan dan lain-lain. Bentuk-bentuk ini kemudian digunakan untuk menghasilkan berbagai produk baja.

Pemanasan (Heat Treatment)

Carbon steel dapat dipanaskan untuk meningkatkan sifat materialnya, seperti kekuatan, kekerasan, kelenturan, dan ketahanan terhadap korosi dan keausan. Hal ini dapat dilakukan dengan memanaskan baja pada temperatur tertentu dan kemudian mendinginkannya dengan kecepatan yang terkendali.

Finishing

Produk baja jadi dapat diproses lebih lanjut, seperti cold rolling, hot rolling, galvanisasi, pengecatan, dan perawatan permukaan lainnya. Proses produksi carbon steel bisa sedikit berbeda tergantung pada jenisnya (low, medium, high) sehingga mempengaruhi prosedur produk akhir.

Baca Juga : Pipa Seamless dan Pipa Welded

Penggunaan Carbon Steel

Masih karena kekuatan, daya tahan, dan sifatnya yang keserbagunaannya, carbon steel merupakan pilihan populer dalam industri konstruksi, manufaktur, dan lainnya. Beberapa industri yang menggunakan material ini meliputi:

‍Konstruksi

Carbon steel sering digunakan dalam konstruksi bangunan, infrastruktur, dan struktur lainnya untuk membuat kerangka yang digunakan untuk memperkuat beton pada bangunan, jembatan, dan struktur lainnya. Carbon steel juga digunakan untuk membuat bentuk baja struktural, seperti balok, kolom, dan komponen struktural lainnya.

‍Manufaktur

Dalam industri manufaktur, carbon steel digunakan pada pembuatan berbagai macam produk dengan sangat luas, seperti suku cadang otomotif, mesin dan peralatan berat, peralatan rumah tangga, dan barang keseharian lainnya. Digunakan juga dalam produksi pipa minyak dan gas, peralatan pembangkit listrik, dan turbin angin.

‍Mesin industri

Carbon steel juga merupakan bahan umum yang digunakan dalam pembuatan mesin dan peralatan berat, seperti ekskavator, bulldozer, dan peralatan konstruksi lainnya. Serta dalam produksi mesin industri, seperti mesin bubut, pabrik, dan peralatan mesin lainnya.

‍Fabrikasi

Karena dapat dengan mudah dibentuk dan dibuat menjadi berbagai macam bentuk, carbon steel sering digunakan dan diolah menggunakan teknik seperti pengelasan, pemotongan, dan pembengkokan. Hal tersebut menjadikannya pilihan menarik untuk berbagai jenis produk dan struktur.

Carbon Steel pada Sistem Perpipaan

Seperti yang sudah disinggung di awal, penggunaan carbon steel sangat luas terutama pada konstruksi berbagai peralatan dalam sistem perpipaan. Hal ini karena sifat dari carbon steel yang sangat kokoh dan tahan terhadap korosi. Komponen perpipaan yang umumnya menggunakan material carbon steel di antaranya:

Pipa

Carbon steel sering digunakan dalam pembuatan pipa yang merupakan komponen utama dari sistem perpipaan. Pipa dengan material carbon steel tersedia dalam berbagai ukuran dan ketebalan, dan dapat digunakan untuk mengangkut cairan, gas, dan slurry.

‍Fittings

Fittings, yang digunakan untuk menghubungkan dan memberikan jalur pada pipa dalam sistem perpipaan juga tidak luput dari material carbon steel seperti elbow, tee, reducer, dan lain-lain.

‍Valve

Valve yang digunakan untuk mengontrol aliran fluida dalam sistem perpipaan juga banyak menggunakan material carbon steel seperti pada gate valve, globe valve, ball valve dan lain-lain.

‍Flange

Flange digunakan untuk menghubungkan pipa dan komponen lain pada sistem perpipaan. Carbon steel digunakan karena flange umumnya berfungsi dalam sistem di mana terdapat tekanan dan temperatur tinggi.

Baca Juga : Jenis Percabangan Pipa Olet Fitting

Keunggulan dan Kelemahan Material Carbon Steel

Terdapat banyak faktor yang mempengaruhi carbon steel sangat umum digunakan dalam berbagai industri terutama pada sistem perpipaan. Banyak keunggulan yang dimiliki carbon steel, namun ada pula kelemahan dari carbon steel itu sendiri. Apa saja keunggulan dan kelemahan material ini, di antaranya:

Keunggulan Carbon Steel

Carbon steel mempunyai karakteristik tersendiri yang membuatnya unggul sehingga dapat digunakan di banyak aspek industri. Keuntungan menggunakan carbon steel antara lain:

1. Kekuatan. Carbon steel memiliki rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi dan juga mampu menahan tekanan dan beban tinggi, menjadikannya ideal untuk digunakan dalam sistem perpipaan yang mengangkut cairan dan gas.
2. Ketahanan. Seperti halnya stainless steel, carbon steel juga dikenal karena daya tahan dan ketahanannya terhadap korosi. Faktor ini menjadikannya pilihan yang cocok untuk sistem perpipaan yang terpapar lingkungan yang keras dan zat korosif.
3. Hemat biaya. Jika dibanding stainless steel, carbon steel relatif lebih terjangkau. Sehingga bisa menjadi pilihan tepat untuk menghemat pengeluaran.
4. Ketersediaan luas. Carbon steel juga tersedia secara luas, sehingga mudah untuk menemukan dan membeli bahan ini terutama untuk sistem perpipaan.
5. Kemampuan las. Berbeda dengan stainless steel yang sulit untuk dilas, carbon steel cenderung mudah untuk dilakukan pengelasan sehingga memungkinkan pemasangan dan perbaikan sistem perpipaan yang cepat dan efisien.
6. Serbaguna. Seperti yang sudah disebutkan di atas, penggunaan carbon steel sangat luas di berbagai industri. Seperti minyak dan gas, pembangkit listrik, pengolahan air, dan pemrosesan bahan kimia, serta menjadikannya pilihan serbaguna untuk sistem perpipaan.
7. Standar. Carbon steel pada sistem perpipaan dibuat sesuai dengan berbagai standar industri seperti ASTM, API, ASME, dan standar lainnya, yang memastikan kualitas, keamanan, dan keandalan sistem perpipaan.

Baca juga : Perbedaan Buttweld Fitting dan Forged Fitting

Kelemahan Carbon Steel

Selain keuntungan, ada juga kelemahan dari carbon steel jika dibandingkan dengan material lain, di antaranya:

1. Sedikit lebih rapuh daripada baja lain. Jika dibandingkan dengan stainless steel, carbon steel dapat menjadi rapuh pada temperatur rendah, yang membuatnya mudah retak atau pecah. Namun, hal ini jarang terjadi dan hanya dalam kondisi tertentu.
2. Rentan terhadap hydrogen embrittlement. Pada kondisi tertentu, terdapat fenomena di mana atom hidrogen menembus baja. Hal ini dapat menyebabkannya carbon steel kehilangan kelenturannya dan menjadi rentan.
3. Retak korosi tegangan. Carbon steel dapat rentan terhadap retak korosi tegangan, yang merupakan jenis korosi yang terjadi ketika baja terpapar ke lingkungan tertentu dan berada di bawah tekanan.

Walaupun memiliki beberapa kelemahan, banyak keunggulan dari material carbon steel yang tidak bisa dipandang sebelah mata. Keunggulan tersebut juga menjadikan carbon steel sebagai salah satu material yang sangat diminati di berbagai industri, tentu saja karena kekokohan hingga ketahanannya terhadap korosi yang menjadi pertimbangan.

Oleh karena itu, perlu memahami kebutuhan material dan juga mempertimbangkan faktor-faktor lain sebelum memutuskan untuk menggunakan peralatan berbahan carbon steel pada aplikasi terutama pada industri sistem perpipaan.

Baca Juga : Tabel Ukuran Pipa dan Schedule Pipa

Jika rangkaian perpipaan Anda memerlukan pipa, valve, fittings, flange, hingga gasket berbahan dasar carbon steel, ACS bisa menjadi solusi tepat untuk Anda. Karena, di ACS menyediakan beragam komponen perpipaan dengan material carbon steel dan hanya menjual produk yang original dan terjamin kualitasnya. Sertifikat untuk produk yang Anda beli juga tersedia sehingga tidak diragukan keasliannya. Anda juga dapat menghubungi admin ACS untuk berkonsultasi sebelum melakukan transaksi di ACS.

Harga Komponen Perpipaan dengan Bahan Carbon Steel

Carbon steel paling banyak digunakan pada komponen valve dalam sistem perpipaan. Umumnya, harga valve carbon steel bervariasi tergantung pada ukuran, tipe valve, dan, spesifikasi, dan jenis aplikasi. Biasanya berkisar di harga terendah mulai dari Rp199.000,- hingga harga tertinggi mencapai Rp9.600.000,-. Sebagai gambaran, di ACS tersedia floating ball valve yang dibanderol dengan harga Rp9.600.000,-. Hal ini dikarenakan spesifikasi ball valve tersebut berada di pressure rating tertinggi yaitu Class 3000, dan spesifikasi lainnya.

Baca Juga : Harga Pipa Stainless Steel Terbaru

Selain carbon steel ball valve, Anda bisa mendapatkan jenis valve lain di Alvindo Catur Sentosa (ACS) yang sudah dipercaya oleh +1000 klien di seluruh Indonesia sebagai pemasok komponen perpipaan terutama carbon steel valve dengan jenis gate valve, ball valve, globe valve, butterfly valve, check valve, dan plug valve. Di ACS tersedia carbon steel valve dengan standar ASME, JIS dan DIN dengan pilihan class 150 hingga class 3000 dan tersedia pilihan di berbagai ukuran. **Produk di ACS dijamin keaslian dan kualitasnya karena kami mengadopsi proses procurement, quality assurance, dan quality check yang ketat serta standar penyimpanan terbaik.