Jenis dan Fungsi Valve

Valve (Katup) adalah sebuah perangkat yang mengatur, mengarahkan atau mengontrol aliran dari suatu cairan (gas, cairan, padatan terfluidisasi) dengan membuka, menutup, atau menutup sebagian dari jalan alirannya.

Valve (katup) dalam kehidupan sehari-hari, paling nyata adalah pada pipa air, seperti keran untuk air. Contoh akrab lainnya termasuk katup kontrol gas di kompor, katup kecil yang dipasang di kamar mandi dan masih banyak lagi.

Valve (katup) memainkan peran penting dalam aplikasi industri mulai dari transportasi air minum, minyak dan gas  juga untuk mengontrol pengapian di mesin roket.

Valve (Katup) dapat dioperasikan secara manual, baik oleh pegangan , tuas pedal dan lain-lain. Selain dapat dioperasikan secara manual katup juga dapat dioperasikan secara otomatis dengan menggunakan prinsip perubahan aliran tekanan, suhu dll. Perubahan2 ini dapat mempengaruhi diafragma, pegas atau piston yang pada gilirannya mengaktifkan katup secara otomatis.

Macam – macam Valve (katup) yang sering digunakan adalah sebagai berikut :

GATE VALVE

Seperti namanya, Gate Valve terdiri dari mekanisme sederhana yang disebut sebagai "pintu gerbang" atau disc valve, yang memiliki fungsi utama yaitu mengatur aliran fluida. Namun, sebagai catatan bahwa Gate Valve hanya dapat menutup atau membuka aliran secara penuh dan dengan demikian hanya dapat dioperasikan dalam satu posisi, memberikan aliran secara penuh tanpa perubahan arah.

Gate Valve tidak cocok untuk operasi yang memerlukan operasi semi-terbuka.

Konstruksi

Bagian utama dari gate valve ditunjukkan dalam diagram:

Cara Kerja

Sistem kerja gate valve cukup sederhana karena tidak melibatkan mekanisme yang terlalu rumit. Handwheel yang melekat pada batang poros, diputar untuk memindahkan "disc/gerbang" . Handwheel  mengangkat katup untuk membuka atau menutup "disc/gerbang" antara bukaan melingkar dilengkapi dengan seat/Seal.

Type/ Jenis Gate Valve

Gate Valve diklasifikasikan berdasarkan system operasi mereka dan stem.
Terdapat dua jenis gate valve sehubungan dengan system operasi stem :

1. Rising Stem Type

Pada Rising Stem Gate Valve, stem melekat pada disc/gate sehingga ketika handwheel di putar, stem akan mengangkat ke atas mengikuti disc/gate.

2. Non Rising Stem Type

Non Rising Gate Valve, disc/ gate terdapat alur/drat yang terhubung ke stem sehingga handwheel dapat diputar membuka atau menutup tanpa menaikkan stem.

Poin Penting

Di karenakan gate valve bekerja langsung melawan arus cairan, hal ini dapat menyebabkan permukaan logam cepat mengalami keausan yang mengakibatkan kebocoran.

Gland Packing yang digunakan untuk menghentikan kebocoran yang di timbulkan melalui ruang di sekitar stem dapat mengalami kerusakan dalam jangka panjang dan dengan demikian perawatan dan pergantian di lakukan dalam waktu tertentu.

Seat juga dapat menyebabkan timbulnya kebocoran dengan demikian pemeliharaan dan pemeriksaan harus di lakukan secara rutin.

Globe Valve
Globe Valve adalah jenis Valve yang digunakan untuk mengatur laju aliran fluida dalam pipa.

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.

Ada tiga jenis desain utama bentuk tubuh Globe Valve, yaitu: 

Z-body, Y-body dan Angle- body :

• Z-Body desain adalah tipe yang paling umum yang sering dipakai, dengan diafragma berbentuk Z. Posisi dudukan disk  horizontal dan pergerakan batang disk tegak lurus 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 :

• Type Plug Disk
• Type Regulating Disk
• Type Flat Disk
• Type Soft Seat Disk
• Type 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

BALL VALVE

Ball Valve adalah sebuah Valve atau katup dengan pengontrol aliran berbentuk disc bulat (seperti bola/belahan). Bola itu memiliki lubang, yang berada di tengah sehingga ketika lubang tersebut segaris lurus atau sejalan dengan kedua ujung Valve / katup, maka aliran akan terjadi.

Tetapi ketika katup tertutup, posisi lubang berada tegak lurus terhadap ujung katup, maka aliran akan terhalang atau tertutup.

Ball valve banyak digunakan  karena kemudahannya dalam  perbaikan dan kemampuan untuk menahan tekanan dan suhu tinggi. Tergantung dari material apa mereka terbuat, Bal Valve dapat menahan tekanan hingga 10.000 Psi dan dengan temperature sekitar 200 derajat Celcius.

Ball Valve digunakan secara luas dalam aplikasi industri karena mereka sangat serbaguna, dapat menahan tekanan hingga 1000 barr dan suhu hingga 482 ° F (250 ° C). Ukurannya biasanya berkisar 0,2-11,81 inci (0,5 cm sampai 30 cm).

Ball Valve dapat terbuat dari logam , plastik atau pun dari bahan keramik. Bolanya sering dilapisi chrome untuk membuatnya lebih tahan lama.

Ada 2 tipe Ball Valve yaitu :

Full bore ball valve

Full bore ball valve adalah tipe ball valve dengan diameter lubang bolanya sama dengan diameter pipa. Jenis full bore ball valves biasanya digunakan pada  blow down, piggable line, production manifold, pipeline dll.

Reduced bore ball valves

Reduced bore ball valves adalah jenis ball valve yang diameter lubang bolanya tidak seukuran dengan ukuran pipa. Minimum diameter bola katup yang berkurang adalah  satu ukuran lebih rendah dari ukuran diameter pipa  sebenarnya. Misalnya ukuran diameter  pipa 4 inci dan diameter bola valve adalah 3 inchi.

Butterfly Valve

Butterfly Valve adalah valve yang dapat digunakan untuk mengisolasi atau mengatur aliran.  Mekanisme penutupan mengambil bentuk sebuah disk . system pengoperasiannya mirip dengan ball valve, yang memungkinkan cepat untuk menutup. Butterfly Valve umumnya disukai karena harganya lebih murah di banding valve jenis lainnya. desain valvenya lebih ringan dalam berat dibanding jenis-jenis valve yang lain. Biaya pemeliharaan biasanya pun lebih rendah karena  jumlah bagian yang bergerak minim.

Sebuah butterfly valve, diilustrasikan pada Gambar di bawah ini, adalah gerakan berputar valve yang digunakan untuk berhenti, mengatur, dan mulai aliran fluida. Butterfly Valve mudah dan cepat untuk dioperasikan karena rotasi 90o yang digerakkan oleh handwheel dengan menggerakkan disk dari tertutup penuh ke posisi terbuka penuh.

Butterfly Valve sangat cocok untuk penanganan arus besar cairan atau gas pada tekanan yang relatif rendah dan untuk penanganan slurries atau cairan padatan tersuspensi dengan jumlah besar.

5.  Check Valve

Check valve adalah alat yang digunakan untuk membuat aliran fluida hanya mengalir ke satu arah saja atau agar tidak terjadi reversed flow/back flow.

Aplikasi valve jenis ini dapat dijumpai pada outlet/discharge dari centrifugal pump.

Ketika laju aliran fluida sesuai dengan arahnya, laju aliran tersebut akanmembuat  plug atau disk membuka. Jika ada tekanan yang datang dari arahberlawanan, maka plug atau disk tersebut akan menutup.

Jenis-jenis check valve :

a. Swing Check Valve

check valve tipe ini terdiri atas sebuah disk seukuran dengan pipa yang digunakan, dan dirancang menggantung pada poros (hinge pin) di bagian atasnya. Apabila terjadi 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.

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. Umumnya lift check valve digunakan untuk aplikasi fluida gas karena tingkat kebocoran yang kecil. Penggunaan check valve tipe lift ini di industri adalah untuk mencegah aliran balik condensate ke steam trap yang dapat menyebabkan terjadinya korosi pada turbin uap.

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. Back water check valve

Back water 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 Wafer 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 wafer check valve. Dengan menggunakan wafer ceck valve dapat digunakan tubing dengan ukuran yang mengerucut pada satu sisinya sehingga dapat diaplikasikan pada pipa yang lebih kecil ukurannya.

e.  Disk Check valve

valve jenis ini 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

check valve jenis ini adalah terdiri dari disk yang bagian tengahnya merupakan poros yang memungkinkan disk bergerak seolah terbagi dua bila didorong dari arah yang benar (foward flow) dan menutup rapat bila ditekan dari arah yang salah (reverse flow).

6. Safety Valve

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.

Katup pengaman pertama kali digunakan pada ketel uap selama Revolusi industri .

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