Duri Kawat: Sejarah, Konstruksi, dan Penggunaan Modern

Latar Belakang

Duri kawas adalah bahan pagar yang terdiri dari kabel logam dengan duri yang teratur. Kabel biasanya terdiri dari dua kawat yang digelindingan satu sama lain untuk menambahkan kekuatan dan memungkinkan kabel untuk melebar dan menyusut dengan perubahan suhu tanpa patah. Titik tajam, disebut duri, biasanya terdiri dari potongan kawat pendek yang digelindingan di sekitar satu atau kedua kawat kabel.

Pagar berbagai macam telah digunakan sejak awal pertanian 10.000 tahun yang lalu. Pagar telah dibuat dari kayu, tanah, batu, dan tanaman hidup (hampar di Eropa dan kaktus di Amerika Latin). Logam tidak digunakan untuk pagar sampai kawat baja tersedia pada abad ke-19.

Panjang kawat pendek pertama kali dibuat setidaknya 5.000 tahun yang lalu dengan memukul logam yang lentur seperti emas. Pada tahun 1000, panjang kawat yang lebih lama dibuat dengan menarik batang logam lunak, seperti paduan timah, melalui cetakan logam yang lebih keras, seperti besi. Di masa modern, sampai pertengahan abad ke-19, sebagian besar kawat dibuat dari besi corong. Pada tahun 1870, perbaikan dalam pembuatan baja memungkinkan produksi kawat baja dalam jumlah besar untuk pertama kalinya.

Kawat baja pertama kali digunakan untuk pagar selama setelan Barat Amerika di daerah di mana kayu langka. Pagar kawat awal terdiri dari satu utas yang mudah patah pada cuaca dingin atau oleh sapi yang membabi buta. Pada tahun 1860, Perancis Leonce Eugene Grassin-Baledans mencatat paten penggunaan utas logam yang digelindingan dengan titik yang melengkung sebagai “pelindung pagar.” Metode yang sama dicatat paten di Amerika Serikat pada tahun 1867 oleh Alphonso Dabb. Tahun itu juga Lucien Smith dan William Hunt menerima paten untuk kawat tunggal dengan duri. Pada tahun 1868 Michael Kelly menemukan kawat berduri ganda pertama, tetapi kawat berduri komersial pertama yang berhasil dicatat paten oleh Joseph Farwell Glidden dari DeKalb, Illinois, pada tahun 1874. Paten serupa diajukan pada tahun itu juga oleh Jacob Haish dan Leonard Ellwood, keduanya juga dari DeKalb. Setelah dua puluh tahun pertarungan hukum, Mahkamah Agung Amerika Serikat memutuskan kepada Glidden, dan ia sering dianggap sebagai “penemu” kawat berduri.

Penggunaan kawat berduri meningkat sangat pesat pada tahun 1870-an dan 1880-an, dengan beberapa efek samping yang tidak menyenangkan. Dalam musim dingin parah 1885-1886 dan 1886-1887 ribuan sapi mati beku ketika mereka tidak dapat menembus pagar “drift” kawat berduri yang dimaksudkan untuk mencegah mereka dari menjauh terlalu ke selatan. Konflik antara peternak yang ingin padang rumput tanpa pagar dan petani yang ingin padang pertanian yang ber pagar eskalasi menjadi pemotongan pagar, pengambilalihan tanah, dan perang rentang yang kekerasan. Akhirnya konflik tersebut menurun ketika terlihat bahwa kawat berduri menjadi diperlukan seiring bertambahnya manusia dan sapi.

Kawat berduri disesuaikan untuk penggunaan militer selama Perang Boer dan digunakan dalam jumlah besar selama Perang Dunia I. Meskipun kawat berduri sering digunakan untuk keamanan, pertanian masih menanggung 90% penggunaannya. Banyak orang mengoleksi kawat berduri antik, dengan beberapa spesimen langka yang dijual hingga ratusan dolar. Ratusan kolektor menghadiri Festival Kawat Berduri tahunan di La Crosse, Kansas, rumah Museum Kawat Berduri.

Bahan Baku

Kawat berduri biasanya terbuat dari baja, yang merupakan paduan besi dan sejumlah kecil karbon. Bahan baku yang diperlukan untuk memproduksi baja adalah bijih besi, kokas (zat yang kaya akan karbon yang dihasilkan dengan memanaskan batu bara pada suhu tinggi tanpa udara), dan batu kapur. Untuk mencegah karat, kawat baja biasanya dilapisi seng. Kadang-kadang baja dilapisi aluminium, dan kadang-kadang kawat berduri itu sendiri terbuat dari aluminium.

Proses Manufaktur

Membuat Ingot Baja

• 1 Bijih besi, kokas, dan batu kapur dipanaskan dalam tanur blast dengan udara tekanan panas. Kokas menghasilkan panas (untuk melelehkan bijih besi) dan karbon monoksida (yang bereaksi dengan oksida besi dalam bijih untuk melepaskan besi). Batu kapur bereaksi dengan kotoran dalam bijih besi seperti sulfur untuk membentuk escoria, yang dikeluarkan. Produk akhir dari tanur blast adalah besi mentah, yang mengandung setidaknya 90% besi, 3-5% karbon, dan berbagai kotoran.
• 2 Untuk mengubah besi mentah menjadi baja, kotoran dan sebagian besar karbon harus dihilangkan. (Besi tanpa karbon jauh lebih lemah dari baja, tetapi besi dengan terlalu banyak karbon rapuh). Berbagai metode ada untuk memurnikan besi mentah, yang paling umum adalah proses basic oxygen steel (BOS). Dalam metode ini oksium ditiup ke dalam besi mentah cair di bawah tekanan tinggi. Karbon dilepaskan sebagai karbon monoksida, dan kotoran dilepaskan sebagai escoria. Baja cair yang tersisa dituang ke dalam cetakan dan dibiarkan mendingin menjadi ingot yang berat ribuan pound masing-masing.

Iklan besar dari sekitar tahun 1800 mencatat bahwa 100.000 mil pagar kawat berduri dipasang tahun sebelumnya, (dari koleksi Museum Henry Ford & Greenfield Village.)

Penemuan yang sederhana, kawat berduri memiliki sejarah yang menarik. Sebelum diperkenalkannya, petani Amerika awal mengandalkan tradisi Eropa untuk membuat kandang yang memadai untuk berbagai jenis pertanian. Mereka telah mencoba padang umum tanpa kandang, pagar “d&ad” dari batu atau kayu, pagar “live” dari tanaman hampar, atau pagar kawat sederhana. Akhirnya mereka digantikan oleh kawat berduri, yang terjangkau, relatif mudah dipasang dan dirawat, tidak monopolisasi sumber daya lokal yang langka seperti kayu, dan terbukti sangat efektif dalam mengontrol ternak.

Kawat berduri adalah penyebab langsung dan senjata utama dalam perang “rouge wars” yang terkenal antara peternak sapi dan petani. Kawat berduri juga menjadi pusat kontroversi saat berbagai penemu dan produsen bertarung atas hak paten dan lisensi dan akhirnya membentuk Serikat Produsen Kawat Berduri untuk menetapkan harga. Petani menuduh produsen dengan penentuan harga dan praktik monopol, dan mereka bergabung melawan produsen.

Pabrik kawat berduri juga membawa industri ke Amerika pedesaan. DeKalb, Illinois, adalah kampung petani yang sepi enam puluh mil barat Chicago hingga penemu-wirausaha lokal seperti Joseph Glidden dan Jacob Haish terlibat dalam produksi kawat berduri pada tahun 1870-an, Pabrik dengan jenis pekerjaan industri baru mengubah dasar ekonomi dan demografi kota, sementara fasilitas relur yang diperluas mendekatkannya lebih jauh ke Chicago. Penambahan sekolah normal dan college guru pada tahun 1890-an mengonfirmasi transformasi dan DeKalb, juga dikenal sebagai "Barb City," memulai abad ke-20 sebagai pos luar dari metropolis besar.

William S. Pretzer

Membuat Billet

• 3 Sebuah billet adalah batang baja dengan kerat persegi yang ukurannya biasanya kurang dari sekitar 6 inci (15 cm) kali 6 inci (15 cm). (Jika ukurannya lebih besar, batang tersebut dikenal sebagai bloom; jika keratnya persegi panjang bukan persegi, batang tersebut dikenal sebagai slab.) Sebuah ingot baja dipanaskan hingga sekitar 2192°F (1200°C), lalu digiling bolak-balik antara gulungan berkerucut sampai mencapai ukuran yang tepat. Gunting raksasa memotong billet ke panjang yang diinginkan; kemudian dibiarkan mendingin. Juga memungkinkan untuk membentuk billet langsung dari baja cair dengan menuangnya melalui cetakan tembaga yang didinginkan air untuk membentuknya, lalu menyemprotkan air untuk melelehkan.

Membuat Kawat

• 4 Billet baja dipanaskan lagi dan digiling hingga dibentuk menjadi batang bundar berdiameter 0,2 inci (5,6 mm), dikenal sebagai wire rod. Wire rod digulung menjadi gulungan yang berat hingga 3.969 pound (1.800 kg), yang dikirim ke produsen kawat.
• 5 Skala, lapisan permukaan oksida besi yang terbentuk pada baja saat dipanaskan, harus dihapus dari wire rod. Ini dapat dilakukan dengan merendamnya dalam asam encer panas (asam sulfurik pada 180°F [82°C] atau asam klorida pada 140°F [60°C]) dan mencuci dengan air, proses yang dikenal sebagai pickling. Skala juga dapat dihapus dengan membengkokkan wire rod bolak-balik di antara serangkaian gulungan untuk memecahnya, atau dengan menyemburkannya dengan partikel pasir, aluminium oksida, atau kawat corong yang bergerak cepat.
• 6 Wire rod yang bersih dilapisi dengan kapur, boraks, atau fosfat. Lapisan ini mencegah karat, menutralisir jejak asam yang tersisa, dan membantu pelumas menempel pada wire rod saat dibuat menjadi kawat.
• 7 Salah satu ujung wire rod yang dilapisi dibentuk menjadi ujung runcing. Ujung ini dimasukkan seperti benang melalui mata jarum ke dalam cetakan yang terdiri dari inti yang sangat keras terbuat dari karbida tungsten diapit oleh pemegang baja. Wire rod dilumasi dengan minyak atau sabun dan ditarik melalui cetakan untuk mengurangi diameternya. Proses ini dikenal sebagai drawing. Serangkaian cetakan digunakan untuk mengurangi wire rod dari ukuran aslinya ke ukuran kawat yang diinginkan. Untuk kawat berduri, diameter biasanya 0,097 inci (2,5 mm). Biasanya sekitar enam atau tujuh cetakan yang diperlukan untuk mencapai ukuran ini.
• 8 Drawing membuat kawat menjadi keras dan kaku. Untuk membuatnya lentur, ia dipanaskan, proses yang dikenal sebagai annealing. Kawat dapat dianneal dengan memanaskannya dalam bak garam cair, bak timah cair, atau dalam tanur yang mengandung nitrogen. Semua metode ini mencegah pembentukan skala dengan melindungi baja dari oksigen.

Membuat Kawat Berduri

• 9 Kawat yang akan dibuat menjadi kawat berduri biasanya digalvanisasi (dilapisi seng) untuk melindunginya dari korosi. Kawat harus bersih dan kering sempurna untuk dapat digalvanisasi dengan baik. Pertama ia dibersihkan dalam bak asam klorida encer panas, kemudian dicuci dengan air panas. Ia kemudian melewati larutan klorida seng panas atau klorida ammonium untuk mencegah karat saat dikeringkan. Setelah kering, kawat melewati bak seng cair. Seng berlebih dihapus dan kawat yang dilapisi dibiarkan mendingin. (Kadang-kadang kawat dilapisi aluminium dengan cara yang serupa.) Kawat juga dapat dilapisi seng melalui proses yang dikenal sebagai electrogalvanizing. Kawat diberi muatan listrik negatif dan dilewatkan melalui larutan sulfat seng atau garam seng lainnya. Ion seng positif tertarik ke kawat negatif dan membentuk lapisan.
• 10 Mesin otomatis tunggal melakukan semua langkah yang diperlukan untuk mengubah kawat tergalvanisasi menjadi kawat berduri. Dua kawat diumpankan ke dalam mesin dan digelindingan bersama untuk membentuk kabel. Kawat lain diumpankan ke dalam mesin dari samping dan digelindingan di sekitar satu atau kedua kawat kabel. Kawat ini dipotong dengan sudut di kedua sisi untuk membentuk duri dua titik. Dua kawat digelindingan dan dipotong bersama jika diperlukan duri empat titik. Kawat berduri ditarik sejauh tertentu (biasanya 4 atau 5 inci [10 atau 13 cm]), dan proses diulang untuk menempatkan duri dengan merata. Kawat berduri digulung pada gulungan dan dipotong menjadi panjang 1.319 kaki (402 m). Gulungan ini kemudian dimuat ke dalam truk dan dikirim ke pelanggan.

Kontrol Kualitas

Standar untuk kawat berduri telah ditetapkan oleh American Society for Testing and Materials. Produsen kawat berduri menggunakan tes yang dijelaskan dalam standar ini untuk memastikan pelanggan bahwa mereka membeli produk berkualitas.

Satu gulungan kawat berduri dari setiap 50 dipilih untuk pengujian dan inspeksi. Pertama dimensi diukur untuk akurasi. Diameter kawat kabel dan duri tidak boleh bervariasi lebih dari 0,5 inci (0,13 mm). Duri harus melebar setidaknya 0,37 inci (9,5 mm) dari pusat kabel. Setidaknya 93,5% dari spasi di antara duri harus dalam 0,74 inci (19 mm) dari panjang yang diinginkan. (Akurasi 100% dalam jarak duri tidak mungkin karena gerakan kecil duri selama penanganan.) Sampel 25 kaki (7,6 m) kawat berduri harus mengandung setidaknya 69 duri jika jaraknya 4 inci (10 cm) dan setidaknya 55 duri jika jaraknya 5 inci (13 cm). Kawat pada gulungan harus setidaknya 1.319 kaki (402 m) panjang.

Tes kekuatan dilakukan pada sampel 4 kaki (1,2 m) kawat berduri. Sampel ditarik dengan gaya yang diukur sampai patah. Ia harus dapat menahan gaya setidaknya 4.230 newton.

Untuk kawat berduri tergalvanisasi, sampel 4 kaki (1,2 m) lain diuji untuk lapisan sengnya. Sampel ditimbang, kemudian seng dihilangkan dengan asam klorida. Dengan menimbang sampel lagi dan mencatat perbedaan dua berat, jumlah lapisan seng dapat ditentukan. Prosedur serupa digunakan untuk mengukur lapisan seng pada duri. Berat minimum yang diperlukan bervariasi dengan diameter kawat kabel. Untuk diameter yang paling umum (0,097 inci atau 2,5 mm), setiap kawat garis dan setiap duri harus dilapisi dengan setidaknya 3,2 ons (90 g) seng per meter persegi (11 sq ft) untuk lapisan Class 1 atau setidaknya 8,6 ons (245 g) per meter persegi (11 sq ft) untuk lapisan Class 3. Kawat berduri Standard Grade memiliki lapisan Class 1 atau Class 3 pada kawat garis dan lapisan Class 1 pada duri. Kawat berduri Chain Link Fence Grade harus memiliki lapisan Class 3 pada kawat garis dan duri.

Masa Depan

Meskipun pagar kawat berduri klasik masih umum digunakan di ladang, perlahan digantikan oleh produk yang lebih canggih seperti pagar kawat tenun (mirip kawat ayam, dengan kawat horizontal dan vertikal yang bersilang) dan pagar listrik. Untuk penggunaan militer dan keamanan, kawat berduri mungkin menjadi usang dengan perkembangan kawat berduri, sebuah strip logam datar dan tipis yang dipotong untuk menghasilkan kluster titik tajam. Mungkin suatu hari kawat berduri akan ada hanya di museum dan koleksi pribadi.