TUGAS
UNIT OPERASI I
(Gate Valve, Globe Valve, Needle Valve, Check Valve, Relief Valve,
Reducing Valve)
Tanggal : 14 Maret 2016
Nama Kelompok :
1. ARDI TRIANSYAH / 160214089 2. BERLIANDO SURYA WIJAYA / 160214066
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SURABAYA
1.1 Pengertian Valve
Valve atau katup adalah sebuah perangkat yang terpasang pada sistem perpipaan, yang berfungsi untuk mengatur, mengontrol dan mengarahkan laju aliran fluida dengan cara membuka, menutup atau menutup sebagian aliran fluida. Katup/valve memiliki peran penting dalam suatu industri seperti industri migas yang meliputi pengaliran kedalam kolom destilasi dan mengontrol pengapian pada furnace.
Valve dapat dioperasikan secara manual, baik dengan menggunakan pegangan, tuas pedal dan lain sebagainya, selain dioperasikan secara manual valve dapat juga dioperasikan secara otomatis dengan menggunakan prinsip perubahan aliran, tekanan dan suhu. Perubahan tersebut akan mempengaruhi diafragma, pegas ataupun piston sehingga secara otomatis akan menggerakkan katup dengan sistem buka tutup.
1.2 Fungsi Valve
Terdapat berbagai macam jenis valve, berserta dengan kriteria penggunaannya masing-masing. Berikut fungs-fungsi utama valve:
1. Untuk menutup dan membuka aliran dengan syarat, ketika terbuka memiliki hambatan aliran dan pressure loss yang minimum. Contohnya: gate, ball, plug dan butterfly valve. 2. Untuk mengatur aliran, dengan cara menahan aliran dengan perubahan arah atau
menggunakan suatu hambatan bisa juga dengan kombinasi keduanya.
3. Untuk mencegah aliran balik (back flow), biasanya menggunakan check valve (lift check dan swing check). Valve ini akan tetap terbuka dan akan tertutup apabila terdapat aliran yang berlawanan arah.
4. Untuk mengatur tekanan, dalam beberapa aplikasi valve, tekanan yang masuk (line pressure) harus dikurangi untuk mencapai tekanan yang diinginkan. Biasanya menggunakan pressure-reducing valve atau regulator.
1.3 Jenis-Jenis Valve 1. Gate Valve
Gate valve adalah jenis katup yang digunakan untuk membuka aliran dengan cara mengangkat gerbang penutup nya yang berbentuk bulat atau persegi panjang.
Gate Valve adalah jenis valve yang paling sering dipakai dalam sistem perpipaan. Yang fungsinya untuk membuka dan menutup aliran.
Gate valve tidak untuk mengatur besar kecil laju suatu aliran fluida dengan cara membuka setengah atau seperempat posisinya, Jadi posisi gate pada valve ini harus benar benar terbuka (fully open) atau benar-benar tertutup (fully close).
Jika posisi gate setengah terbuka maka akan terjadi turbulensi pada aliran tersebut dan turbulensi ini akan menyebabkan :
a. Akan terjadi pengikisan sudut-sudut gate .
laju aliran fluida yg turbulensi ini dapat mengikis sudut-sudut gate yang dapat menyebabkan erosi dan pada akhirnya valve tidak dapat bekerja secara sempurna.
b. Terjadi perubahan pada posisi dudukan gerbang penutupnya.
Gerbang penutup akan terjadi pengayunan terhadap posisi dudukan (seat), sehingga lama kelamaan posisi nya akan berubah terhadap dudukan (seat) sehingga apabila valve menutup maka gerbang penutupnya tidak akan berada pada posisi yang tepat, sehingga bisa menyebabkan passing.
Ada 3 jenis gate valve:
1. Rising Stem Gate Valve, jika dioperasikan handwheel naik dan stem juga naik 2. Non Rising Stem Gate Valve, jika di opersikan handwheel tetap dan stem juga tetap. 3. Outside Screw & Yoke Gate Valve, jika di operasikan handwheel tetap tapi stemnya
naik.
Keuntungan menggunakan Gate Valve :
Low pressure drop waktu buka penuh
Amat ketat dan cukup bagus waktu penutupan penuh
Bebas kontaminasi
Sebagai Gerbang penutupan penuh, sehingga tidak ada tekanan lagi. Cocok apabila akan melakukan service / perbaikan pada pipa
Kerugian menggunakan Gate Valve :
Tidak cocok di pakai untuk separuh buka, karena akan menimbulkan turbulensi sehingga bisa mengakibatkan erosi dan perubahan posisi gate pada dudukan
Untuk membuka dan menutup valve perlu waktu yang panjang dan memerlukan torsi / torque yang tinggi
Untuk ukuran 10 “ keatas tidak cocok dipakai untuk steam.
2. Globe Valve
Global Valve digunakan untuk mengatur besar kecilnya laju aliran fluida dalam pipa (throttling). Prinsip dasar dari operasi Globe Valve adalah gerakan tegak lurus disk dari dudukannya. Hal ini memastikan bahwa ruang berbentuk cincin antara disk dan cincin kursi bertahap sedekat Valve ditutup.
Dengan mudah memutar handel valve, besarnya aliran zat yang melewati valve bisa diatur. Dudukan valve yang sejajar dengan aliran, membuat globe valve efisien ketika mengatur besar kecilnya aliran dengan minimum erosi piringan dan dudukan. Namun demikian tahanan didalam valve cukup besar.
Desain Globe Valve yang sedemikian rupa, memaksa adanya perubahan arah aliran zat didalam valve, sehingga tekanan menurun drastis dan menyebabkan turbulensi di dalam valve itu sendiri. Dengan demikian, Globe Valve tidak disarankan diinstal pada sistem yang menghindari penurunan tekanan, dan sistem yang menghindari tahanan pada aliran.
Ada tiga jenis desain utama bentuk tubuh Globe Valve, yaitu: Z-body, Y-body dan Angle- body :
terhadap sumbu pipa atau dudukan disk. Bentuknya yang simetris memudahkan dalam pembuatan, instalasi maupun perbaikannya.
Y-Body desain adalah sebuah alternatif untuk high pressure drop. Posisi dudukan disk dan batang (stem) ber sudut 45˚ dari arah aliran fluidanya. Jenis ini sangat cocok untuk tekanan tinggi
Angle-Body desain adalah modifikasi dasar dari Z-Valve. Jenis ini digunakan untuk mentransfer aliran dari vertikal ke horizontal.
Macam-macam bentuk Disc/plug dari Globe Valve :
a. Type Plug Disk b. Tipe Regulating disk c. Tipe flat disk
d. Tipe soft seat disk e. Tipe guide disk
Keuntungan menggunakan Globe valve adalah : Kemampuan dalam menutup baik.
Kemampuan throttling (mengatur laju aliran) Cukup baik.
Kelemahan utama penggunaan Globe Valve adalah:
Penurunan tekanan lebih tinggi dibandingkan dengan Gate Valve
Valve ukuran besar membutuhkan daya yang cukup atau aktuator yang lebih besar untuk beroperasi
3. Needle valve
Needle valve kebanyakan digunakan untuk mengontrol sistem/instrumen atau me-release
laju aliran fluida. Valve jenis ini mampu menahan tekanan hingga 10000 psi. Ketika menggunakan valve jenis ini, valve cukup dibuka satu atau dua putaran saja. Karena dengan satu atau dua putaran sudah cukup untuk membuat fluida mengalir. Cara kerja valve ini adalah
dengan memutar handle, putaran ini kemudian akan menekan needle (berbentuk kerucut). Needle
4. Check Valve
Alat yang digunakan untuk membuat aliran fluida hanya mengalir ke satu arah saja atau agar tidak terjadi reversed flow/back flow. untuk mengalirkan fluida hanya ke satu arah dan mencegah aliran ke arah sebaliknya. tidak menggunakan handel untuk mengatur aliran, tapi menggunakan gravitasi dan tekanan dari aliran fluida itu sendiri. Karena fungsinya yang dapat mencegah aliran balik (backflow) Check Valve sering digunakan sebagai pengaman dari sebuah equipment dalam sistem perpipaan.
Aplikasi valve jenis ini dapat dijumpai pada outlet/discharge dari centrifugal pump. Ketika laju aliran fluida sesuai dengan arahnya, laju aliran tersebut akan membuat plug atau disk membuka. Jika ada tekanan yang datang dari arah berlawanan, maka plug atau disk tersebut akan menutup.
Check Valve memiliki perbedaan yang signifikan dari Gate Valve dan Globe Valve. Valve ini di disain untuk mencegah aliran balik. Ada beberapa jenis check valve, tapi ada 2 jenis yang paling umum yaitu Swing Check dan Lift Check.
Swing Check Valve biasanya dipasangkan dengan Gate Valve, sedangkan Lift Check Valve oleh beberapa pabrikan digunakan untuk menggantikan fungsi Ball Valve sebagai Ball Check Valve. Check Valve tidak menggunakan handel untuk mengatur aliran, tapi menggunakan gravitasi dan tekanan dari aliran fluida itu sendiri. Karena fungsinya yang dapat mencegah aliran balik (backflow) Check Valve sering digunakan sebagai pengaman dari sebuah equipment dalam sistem perpipaan.
a. Swing Check Valve aliran maju atau foward flow, maka disk akan terdorog oleh tekanan sehingga terbuka dan fluda dapat mengalir menuju saluran outlet. Sedangkan apabila terjadi aliran balik
atau reverse flow, tekanan fluida akan mendorong disk menutup rapat sehingga tidak ada fluida yang mengalir. Semakin tinggi tekanan balik semakin rapat disk terpasang pada dudukannya.
Usage : One way flow / pengaliran satu arah
Advantages : Klo sudah buka ringan, low pressure drop / kehilangan tekanan sangat rendah, cost nya murah
Disadvantages : Kebocoran amat tinggi dan aliran rendah karena terganggu dengan adanya hambatan
b. Lift Check Valve
Penggunaan untuk fluida steam, gas, maupun liquid yang mempunyai flow yang tinggi. Dalam konfigurasinya mirip dengan globe valve hanya saja
pada globe valve putaran disk atau valve dapat dimanipulasi sedangkan pada lift check valve tidak (karena globe valve adalah jenis valve putar dan control valve).
Port inlet dan outlet dipisahkan oleh sebuah plug berbentuk kerucut yang terletak pada sebuah dudukan, umumnya berbahan logam. Ketika terjadi foward flow, plug akan terdorong oleh tekanan cairan sehingga lepas dari dudukannya dan fluida akan mengalir ke saluran outlet. Sedangkan apabila terjadi reverse flow, tekanan fluda justru akan menempatkan plug pada dudukannya, semakin besar
tekanan semakin rapat pula posisi plug pada dudukannya, sehingga fluida tidak dapat mengalir. Bahan dari dudukan plug adalah logam, hal ini mempertimbangkan tingkat kebocoran yang sangat sedikit dari check valve tersebut.
Keuntungan menggunakan lift check valve adalah terletak pada kesederhanaan desain dan membutuhkan sedikit pemeliharaan. Kelemahannya adalah instalasi dari check valve jenis lift hanya cocok untuk pipa horisontal dengan diameter yang besar.
c. Backwater check valve
Backwater valve, banyak digunakan pada sistem pembuangan air bawah tanah yang mencegah terjadinya aliran balik dari saluran
pembuangan saat terjadi banjir. Saat banjir saluran pembuangan akan penuh dan bertekanan tinggi sehingga memungkinkan terjadinya aliran balik, dengan menggunakan back water valve, hal ini dapat diatasi dengan baik.
d. Swing Type Disk Check Valve
Dalam penggunaan swing check valve dan lift
check valve terbatasi hanya untuk pipa ukuran besar (diameter DN80 atau lebih). jadi sebagai solusinya adalah dengan menggunakan Disk check valve. Dengan menggunakan Disk ceck valve dapat digunakan tubing dengan ukuran yang mengerucut pada satu sisinya sehingga dapat diaplikasikan pada pipa yang lebih kecil ukurannya.
Disk Check valve terdiri atas body, spring, spring retainer dan disc. Prinsip kerjanya adalah saat terjadi foward flow, maka disk akan didorong oleh tekanan fluida dan mendorong spring sehingga ada celah yang menyebabkan aliran fluida dari inlet menuju outlet. Sebaliknya apabila terjadi reverse flow, tekanan fluida akan mendorong disk sehingga menutup aliran fluida Perbedaan tekanan diperlukan untuk membuka dan menutup valve jenis ini dan ini ditentukan oleh jenis spring yang digunakan.
Selain spring standar, tersedia juga beberapa pilihan spring yang tersedia:
No spring - Digunakan di mana perbedaan tekanan di valve kecil.
Nimonic spring - Digunakan dalam aplikasi suhu tinggi.
Heavy duty spring - Hal ini meningkatkan tekanan pembukaan yang diperlukan. Bila dipasang pada line boiler water feed, dapat digunakan untuk mencegah uap boiler dari kebanjiran ketika mereka unpressurised.
f. Split disc check valve
4. Relief Valve
Safety/Relief valve memiliki fungsi yang sangat berbeda dari valve yang lain. Valve ini didisain khusus untuk melepas tekanan berlebih yang ada di equipment dan sistem perpipaan. Untuk mencegah kerusakan pada equipment, dan lebih penting lagi cedera pada pekerja, relief valve dapat melepas kenaikan tekanan sebelum menjadi lebih ekstrim.
Relief valve menggunakan pegas baja (lihat gambar di bawah ini), yang secara otomatis akan terbuka jika tekanan mencapai level yang tidak aman. Level tekanan pada valve ini bisa diatur, sehingga bisa ditentukan pada level tekanan berapa valve ini akan terbuka. Ketika tekanan kembali normal, relief valve secara otomatis akan tertutup kembali.
Safety valve adalah jenis valve yang mekanismenya secara otomatis melepaskan zat dari boiler, Bejana tekan, atau suatu sistem, ketika tekanan atau temperatur melebihi batas yang telah ditetapkan.
Cara kerja Pressure Safety Valve :
Pressure savety valve mempunyai tiga bagian utama yaitu inlet, outlet dan spring set. Fluida bertekanan berada pada inlet PSV. PSV posisi menutup selama tekanan fluida lebih kecil dibandingkan tekanan spring pada spring set. Sebaliknya jika tekanan fluida lebih tinggi dibandingkan tekanan spring set maka springset akan bergerak naik dan membuka katup yang akan membuang tekanan melalui outlet sampai tekanan fluida maksimal sama dengan tekanan spring set.
5. Reducing Valve
dapat diatur kekuatannya dengan memutar baut penyetel, sehingga dapat membatasi tekanan yg boleh liwat. Begitu tekanan yg diinginkan tercapai, valve akan mengecil, bila tekanan berkurang valve akan membuka.
Ada 2(dua) jenis:
DAFTAR PUSTAKA
1. http://www.prosesindustri.com/2015/02/pengertian-valve-dan-jenis-jenisnya.html. Diakses pada tanggal 13 maret 2016.
2. https://eryhartoyo.wordpress.com/2012/08/14/jenis-jenis-valve/. Diakses pada tanggal 13 maret 2016.
3. https://www.academia.edu/8627092/Macam_macam_Valve_dan_Fungsinya. Diakses pada tanggal 13 maret 2016.
4. http://www.kitomaindonesia.com/article/21/valve-solenoid-valve-jenis-valve. Diakses pada tanggal 13 maret 2016.
