Pengetahuan Control Valve

Pengetahuan Dasar Control Valve

Control valve atau proportional valve adalah alat yang digunakan untuk memodifikasi aliran fluida atau laju tekanan pada sebuah sistem proses dengan menggunakan daya untuk operasinya. Valve ini digunakan oleh industri dalam banyak aplikasi.
Control valve adalah elemen kontrol akhir yang paling umum digunakan untuk mengatur aliran bahan dalam sebuah proses. Pada suatu lup proses, hanya ada resistansi variable yang dikontrol, sedangkan resistansi berubah-ubah karena perubahan aliran pada sistem atau karena lapisan pipa dan permukaan dinding peralatan. Variasi resistansi ini tidak diinginkan dan harus dikompensasi dengan menggunakan control valve.

Pada sebagain besar kasus, control valve diinginkan berubah secara kontinyu berdasarkan sinyal kontrol untuk mempertahankan kondisi mantap dari variable proses. Karena kemampuan jangkauan yang lebar sudah menjadi sifat bawaan dalam memilih ukuran control valve, maka terdapat beberapa pilihan yang dibuat, bergantung pada:
- desain bodi
- karakteristik aliran
- jenis actuator
- desain trim.

Struktur dari control valve secara tipikal ditunjukkan pada Gambar dibawah:




Desain Bodi

Bodi merupakan bagian dari control valve yang mempunyai saluran dimana aliran fluida akan diatur melalui saluran ini, dikenal sebagai valve seat. Atau dengan kata lain adalah bagian luar dari control valve yang berhubungan langsung dengan fluida. Bahan untuk bodi tidaklah sama untuk setiap penggunaan fluida, tergantung pada sifat fluida. Secara konstruksi, bodi terdiri dari tungkai pemutar, badan katup, plug dan packing. Berdasarkan pada fungsinya, bodi terdiri dari plug dan jenis–jenis katup. Konstruksi bodi biasanya sama untuk berbagai jenis katup, kecuali jika didesain khusus.
Bahan metal yang digunakan untuk bodi valve diantaranya adalah: brass, bronze, copper, cast iron, ductile iron, monel, stainless steel dan steel. Sedangkan bahan plastik yang digunakan diantaranya adalah PVC dan CPVC.
Pemilihan plug katup biasanya berhubungan dengan kemampuan katup, misalnya rangeability, kapasitas, kebocoran, tekanan dan gaya yang mem-pengaruhi. Tiap–tiap plug mempunyai karakteristik yang berbeda. Bentuk plug katup yang sering dipakai adalah bentuk bola, jarum dan piringan.

Berdasarkan jumlah valve seat-nya, control valve dibedakan menjadi :


* Single Seat

Pada single seat, tekanan bekerja pada saluran bagian bawah plug, sehingga menimbulkan gaya tekan ke atas pada stem. Kelebihan dari seat ini adalah dapat menutup dengan rapat dan dapat digunakan sebagai aliran proses tanpa kebocoran. edangkan kelemahannya adalah tidak ada keseimbangan gaya pada plug akibat dari tekanan yang bekerja satu arah.

• Double Seat
Pada double seat, tekanan yang masuk dan keluar dapat diseimbangkan karena tekanan bekerja pada kedua plug dengan arah berlawanan. Kelebihan dari jenis ini adalah kapasitas aliran naik sampai 30% lebih besar dari single seat. Sedangkan kekurangannya adalah tidak dapat menutup dengan rapat.

Fitur dudukan (seats) diantaranya adalah:
- metal-to-metal
- o-ring atau soft seat
- Class IV atau V
- Class VI

Karakteristik Aliran

Karakteristik aliran sebuah control valve adalah hubungan antara laju aliran yang melalui valve dan gerakan valve jika pergerakan bervariasi dari 0 hingga 100%.
Jenis Karakteristik
1. Quick Opening
• Sesuai untuk perubahan maksimum laju aliran pada gerakan valve yang pelan dengan hubungan yang hampir linier
• Penambahan gerakan valve memberikan perubahan tereduksi sesaat pada laju aliran, dan jika plug valve mendekati posisi bukaan lebar, perubahan laju aliran mendekati nol.
• Digunakan khususnya untuk keperluan on-off
• Pada sistem ketinggian cairan, karakteristik ini digunakan untuk penambahan Δp dengan penambahan terkunci, Δp pada beban maksimum > 200% beban minimum Δp
2. Linier
• Laju aliran proporsional secara langsung terhadap gerakan valve
• Drop tekanan konstan
• Pengatan valve akan sama di seluruh aliran ( penguatan valve adalah rasio perubahan penambahan laju aliran terhadap perubahan penambahan posisi plug valve)
• Umumnya digunakan untuk pengontrolan ketinggian cairan dan untuk pengontrolan aliran tertentu yang membutuhkan penguatan konstan
• Penurunan Δp dengan penambahan beban, Δp pada beban maksimum > 20% beban minimum Δp pada sistem ketinggian cairan
• Penambahan Δp dengan penambahan beban, Δp pada beban maksimum > 200% beban minimum Δp pada sistem ketinggian cairan
• Pada proses kontrol aliran, karakteristik ini digunakan untuk proporsional terhadap aliran dengan jangkauan set point aliran yang lebar, jika lokasi control valve seri dan bypass terhadap elemen pengukuran
• Pada sistem kontrol tekanan, karakteristik ini digunakan untuk proses gas, volume besar ( proses memiliki penampung, sistem distribusi ata jalur transmisi melampaui 100 ft dari volume pipa nominal) dan penurunan Δp dengan penambahan beban, Δp pada beban maksimum > 20% beban minimum Δp.
3. Equal Percentage
• Dengan aliran kecil, perubahan laju aliran akan menjadi kecil
• Dengan aliran besar, perubahan laku aliran akan menjadi besar
• Pada sistem ketinggian cairan, karakteristik ini digunakan untuk penurunan Δp dengan penambahan beban, Δp pada beban maksimum <> 100 : 1
• Standard butterfly valve : 10 : 1 hingga 20 : 1
• Pinch & diaphragm valve :
Ada beberapa aspek yang harus diperhatikan ketika memilih control valve (SIZING):
1. jenis Pengendalian (FLow, Pressure, temp, Level, analyzer dll) ato cuma On-Off control
2. Karakteristik Inherent dan installed control valve (quick opening, linear, equal percentage)
3. Material control valve (satinless steel, carbon steel dll)
4. accessories control valve: positioner, I/P, limit switch, booster, air set dll
5. fail opened ato fail closed
6. Actuator (pneumatic, hidrolik, atau electric)
7. jenis control valve (globe, butterfly, ball, V-ball dll)
8. kondisi proses dari fluida kerja (Pressure, Pressure Drop,temperature, Specivic gravity)