Valve

I. Pengenalan Umum

Valve atau biasa juga disebut dengan kerangan, sangat berperan penting dalam suatu pabrik guna menjaga kestabilan proses. Valve bertugas mengatur aliran (fluida) dalam suatu proses. Secara tidak langsung, maka valve dapat diandalkan untuk mengatur besar kecil nya flow, rendah tingginya level, rendah tingginya temperatur ataupun tekanan

Berdasarkan keterangan diatas, valve secara umum dibagi menjadi 4 bagian, yaitu:

1. ON/OFF or Isolation valve (Opened/Closed valve )

2. Throttling valve

3. Check valve

4. Pressure Relieve valve/Pressure safety valve

1. ON/OFF or Isolation valve.

Ketika valve telah dipasang dalam suatu rangkaian pipa. Pada saat valve di buka, fluida mulai mengalir, dan ketika valve ditutup maka fluida pun berhenti mengalir. Valve seperti ini bertugas untuk menutup penuh (fully closed) ataupun membuka penuh (fully opened) suatu aliran. Karena tugasnya hanya untuk membuka atau menutup maka valve sejenis ini dinamakan dengan ON/OFF valves atau Isolation valve.

2. Throttling valve

Selain untuk membuka dan menutup atau fully opened dan fully closed, ada juga valve yang berfungsi untuk mengatur (regulate) aliran (fluida). Valve sejenis ini sering disebut sebagai Throttling valve.

3. check valve atau one way valve.

Valve yang tugas nya mengatur agar aliran berjalan ke satu arah saja ataupun agar tidak terjadi reversed flow atau backflow. valve seperti ini disebut check valve atau one way valve.

4. Pressure relieve valve and pressure safety valve

Beberapa valve ada juga yang dirancang untuk melepaskan (release) kelebihan pressure untuk menjaga keamanan alat ataupun operator. Valve yang berfungsi untuk melepaskan kelebihan pressure ini sering disebut sebagai pressure relieve valve ataupun pressure safety valve (kedua jenis valve ini mempunyai fungsi yang sama tetapi prinsip kerjanya berbeda).

II. Bagian - Bagian Utama Valve

Sekarang ini telah bermacam-macam valve yang telah diproduksi oleh vendor. Namun pada dasarnya, valve-valve tersebut mempunyai bagian-bagian dasar yang sama. Seperti terlihat pada gambar dibawah ini. Bagian-bagian utama valve adalah; body, seat, disc, bonnet, gland, packing, stem dan handwell.

Seat dan Disc

Seat adalah bagian pada valve yang mantap/diam. Disc adalah bagian yang bergerak, bertugas sebagai pengontrol aliran. Disc akan bergerak keatas sehingga memberikan ruang lebih banyak agar fluida dapat mengalir, bergerak kebawah jika akan menutup dan menekan seat dengan rapat. Banyak valve yang berbeda namanya karena perbedaan disc dan seat ini. Seperti Ball Valve, Plug Valve, Needle Valve.

Stem dan Handwell

Jika kita telusuri bagian valve dari bawah keatas setelah seat, disc lalu stem dan handwell yang semuanya tergabung jadi satu. Stem berbentuk batang yang sebagian berulir sebagian tidak. Handwell digunakan oleh operator untuk memutar stem, sehingga dapat menggerakkan disc keatas dan kebawah. Khusus saat pengoperasian Handwell, jika diputar searah jarum jam maka valve akan menutup, sebaliknya jika diputar berlawanan jarum jam maka valve akan membuka. Namun, ketika hendak menutup valve, hendaknya jangan memaksa putaran handwell terlalu keras dan kencang, karena akan menyebabkan kerusakan pada disc dan seat hingga masa pakai valve menjadi lebih cepat.

Bonnet dan Packing

Bonnet memberikan ruangan bagi disc untuk bergerak keatas saat valve dalam posisi membuka. Sedangkan packing, berfungsi sebagai material isolasi agar tak ada kebocoran fluida melalui stem.

Gland dan Gland Nut

Berfungsi untuk mengencangkan posisi packing terhadap stem. Jika ada kebocoran fluida melalui bagian ini maka dapat diantisipasi dengan mengencangkan Gland Nut. Jika tidak bisa juga, maka valve kemungkinan besar harus diganti.

Macam-macam valve (yang sering ditemui di Plant adalah sebagai berikut :

1. Gate valve

2. Globe valve

3. Angle valve

4. Needle valve

5. Plug valve

6. Ball valve

7. Butterfly valve

8. Diahpgram valve

9. Pinch valve

10. Check valve

11. Relieve valve

12. Safety valve

Berikut akan dibahas satu persatu dari point-point diatas

1. Gate valve

Gate valve mudah dikenali karena mempunyai body dan stem yang panjang. Kegunaan utama dari gate valve adalah hanya untuk menutup dan membuka aliran (fully closed & fully opened position), on/off control dan isolation equipment.

Gate valve tidak bisa digunakan untuk mengatur besar kecilnya aliran (regulate atau trotthling). Karena akan merusak posisi disc nya dan mengakibatkan valve bisa passing pada saat valve ditutup (passing = aliran tetap akan lewat, walaupun valve sudah menutup), disc tidak menekan seat dengan baik yang diakibatkan karena posisi disc sudah berubah (tidak rata lagi).

Pada saat Gate valve terbuka sebagian (misal 50% opening), maka aliran fluida akan sebagian lewat dibawah disc yang menyebabkan turbulensi (turbulensi = aliran fluida yang bergejolak) pada aliran tersebut, turbulensi ini akan menyebabkan 2 hal:

1. Disc mengayun (swing) terhadap posisi seat, sehingga lama kelamaan posisi disc akan berubah terhadap seat sehingga apabila valve menutup maka disc tidak akan berada pada posisi yang tepat, sehingga bisa menyebabkan passing.

2. Akan terjadi pengikisan (erosion) pada badan disc.

Nama “Gate valve” diambil karena bentuk disc dari jenis valve ini pada saat menutup atau membuka berlaku seperti “Gate” (Gate dari bahasa inggris = Gerbang/Pagar). Dimana saat disc membuka keatas maka seluruh aliran akan bebas masuk tanpa hambatan yang berarti, namun pada saat disc tertutup rapat maka aliran akan berhenti tertahan oleh disc tersebut.

Berikut adalah contoh gambar dari Gate valve:

2. Globe valve

Globe valve merupakan salah satu jenis valve yang dirancang untuk mengatur besar kecilnya aliran fluida (regulate atau trotthling). Pada dasarnya bagian utama dari Globe valve ini sama saja dengan Gate valve. Yaitu terdiri dari body, seat, disc, bonnet, stem, packing dan gland.

Globe valve dengan gate valve bentuknya hampir sama, tetapi ada ciri-ciri tertentu yang dapat di jadikan acuan untuk membedakan antara keduanya, yaitu:

i. Pada bagian dalam valve, disc dan seat nya berbeda. Perbedaan disc dan seat ini menyebabkan terjadi profil (pola) aliran yang berbeda. Bentuk dari disc dan seat inilah yang menyebabkan globe valve dapat diandalkan sebagai throttling valve. Aliran fluida saat melewati globe valve akan mengalami sedikit hambatan sehingga akan terjadi pressure drop yang lebih besar dari gate valve, pertama aliran akan mengenai seat lalu membelok keatas melewati dan mengenai seluruh bagian disc, lalu aliran akan dibelokkan lagi ke arah yang sama.

Seperti yang terlihat dibawah ini:

ii. Pada bagian luar, body dari globe valve terlihat lebih menggelembung.

Seperti yang terlihat pada gambar dibawah ini:

Khusus untuk globe valve yang menangani fluida steam, maka biasanya valve akan dilengkapi dengan back seat yang terletak berhadapan dengan seat. Back seat ini berperan sebagai pelapis pelindung bagian atas globe valve mencegah steam untuk menerobos masuk.

Beberapa contoh valve tetapi masih termasuk dalam jenis Globe valve:

i. Angle valve

Termasuk jenis globe valve, digunakan untuk mengubah aliran sebesar 90 derajat. Valve ini bisa digunakan juga sebagai pengganti elbow. Contoh gambar Angle valve:

ii. Needle valve

Termasuk jenis globe valve, digunakan untuk mengatur secara lebih akurat aliran yang pressure rendah. Bentuk disc nya panjang dan kecil seperti paku.

Contoh gambar Needle valve:

3. Rotation valve

Dikatakan rotation valve karena valve membuka dan menutup dengan cara rotasi pada disc. Valve - valve dibawah ini berbeda dengan gate valve dan globe valve dalam hal cara membuka dan menutup valve. Pada gate valve dan globe valve, kita diharuskan memutar handwell, namun untuk rotation valve, kita bisa membuka dan munutup valve hanya dengan memutar handle valve sebesar 90 derajat. Oleh karena itu valve jenis ini bisa membuka dan menutup lebih cepat dari gate valve ataupun globe valve.

Handle pada valve tipe ini adalah pengganti handwell pada gate valve dan globe valve. Hal penting yang harus diperhatikan adalah, pada posisi valve fully open maka handle akan searah dengan aliran atau pipa, namun jika posisi valve fully close maka posisi handle tidak searah dengan aliran atau pipa, melainkan akan membentuk sudut 90 derajat dengan aliran atau pipa.

Yang termasuk jenis ini adalah: Plug valve, Ball valve dan Butterfly valve.

A. Plug Valve

Secara umum, kegunaan dari plug valve adalah untuk fully open dan fully close (isolation atau on/off control).

Bagian - bagian utama plug valve sama saja dengan gate valve ataupun globe valve. Yaitu body, stem, packing bolt, seal, plug. Seal sama fungsinya dengan packing, packing bolt sama fungsinya dengan gland nut atau gland, sedangkan plug sama fungsinya dengan disc tapi bentuknya berbeda.

Plug ini digunakan untuk mengontrol (membuka dan menutup) aliran pada plug valve, plug mempunyai celah atau lubang tempat aliran lewat. Saat handle diputar menuju open position maka plug akan berputar secara rotasi terhadap seat dan bagian yang bercelah akan melewatkan aliran. Namun pada saat handle diputar pada close position maka plug akan berputar secara rotasi terhadap seat dan bagian yang tak bercelah akan menahan aliran, sehingga aliran pun akan berhenti.

Plug harus rapat dengan body, agar tidak terjadi kebocoran ( leaking ) atau passing. Antara plug dan body akan terjadi gesekan (friction), maka untuk menimalkan efek gesekan tersebut, pada daerah sentuhan plug dan body diberikan pelumas.

Karena itu ada type plug valve yang mempunyai tempat pengisian pelumas diatas stem, ada juga yang sudah diberikan pelumas dari pabrik pembuatnya, ada juga yang yang tidak membutuhkan pelumas namun pada daerah sentuhan sudah dilapisi material teflon, jenis ini dinamakan self lubricating.

Jenis - jenis valve yang lain yang masih termasuk plug valve adalah:

a. Three way plug valve

Yaitu jenis plug valve yang mempunyai 3 port (sambungan), 1 untuk inlet dan 2 untuk outlet. Dengan menggunakan valve ini maka dengan mudah kita dapat mengarahkan outlet kearah aliran/pipa yang dikehendaki.

b. Four way plug valve

Biasa digunakan pada fluida cooling water yang melewati heat exchanger, dimana aliran cooling water bisa dengan mudah dibalikkan arahnya dengan tujuan untuk membersihkan heat exchanger tersebut dari kotoran-kotoran (fouling, sediment, solids).

B. Ball valve

Secara sederhana, Ball valve sama saja dengan plug valve, tetapi bentuk disc nya berbeda. Dinamakan Ball valve karena bentuk disc nya ini bulat seperti bola, dan bentuk body nya silinder.

Ball valve digunakan juga sebagai on/off valve, fully opened atau fully closed valve, dan handal untuk aliran fluida yang mengandung partikel-partkel solid (slurry).

Sama seperti plug valve, ball valve juga membuka dan menutup dengan cara rotasi pada disc sehingga dapat membuka dan menutup lebih cepat. Ball valve juga mempunyai handle yang sama dengan plug valve, dimana pada posisi valve fully open maka handle akan searah dengan aliran atau pipa, namun jika posisi valve fully close maka posisi handle tidak searah dengan aliran atau pipa, melainkan akan membentuk sudut 90 derajat dengan aliran atau pipa.

C. Butterfly valve

Butterfly valve digunakan untuk mengontrol (trhottling/regulate valve) aliran fluida yang bertekanan rendah.

Bagian-bagian utama pada valve ini sama saja dengan valve-valve yang diatas, yaitu body, disc, seat, dan handle. Disc nya berbentuk piringan yang tipis. Seat nya, melingkar mengikuti bentuk disc. Handle nya berbeda dengan type plug valve dan ball valve, karena mempunyai lever yang harus kita tekan apabila ingin membuka dan menutup valve dan kita lepaskan apabila telah sampai ke posisi yang kita inginkan. Lever inilah yang akan membantu disc untuk mengunci rapat.

Dibagian bawah handle dan lever terdapat skala (scale) yang digunakan untuk pembacaan posisi valve opening atau valve closing.

Butterfly valve juga membuka dan menutup dengan cara rotasi pada disc sehingga dapat membuka dan menutup lebih cepat. Dan mempunyai handle yang sama dengan plug valve, dimana pada posisi valve fully open maka handle akan searah dengan aliran atau pipa, namun jika posisi valve fully close maka posisi handle tidak searah dengan aliran atau pipa, melainkan akan membentuk sudut 90 derajat dengan aliran atau pipa.

4. Diaphgram valve

Diaphgram valve bisa digunakan untuk mengatur aliran (trhottling) dan bisa juga digunakan sebagai on/off valve. Diaphgram valve handal dalam penanganan material kasar seperti fluida yang mengandung pasir, semen, atau lumpur, serta fluida yang mempunyai sifat korosif.

Diaphgram valve mudah dikenali karena bentuk bonnet nya yang menggembung seperti lonceng. Diaphgram valve mempunyai stem, handwell, plunger dan diaphgram stud yang menjadi satu, diaphgram, seat dan body. Diaphgram valve tidak mempunyai disc, tetapi sebagai pengganti disc adalah diaphgram itu sendiri. Dimana valve ini akan menutup jika plunger menekan diaphgram, dan akan terbuka jika plunger naik keatas. Saat menutup valve ini, juga tidak boleh terlalu kencang, karena bisa merusak diaphgram.

5. Pinch valve

Pinch valve digunakan untuk menangani fluida yang berlumpur, endapan, dan yang mempunyai partikel-partikel solid yang banyak serta fluida-fluida yang mempunyai kecenderungan untuk terjadi kebocoran (leak).

6. Check valve

Check valve digunakan untuk membuat aliran fluida hanya mengalir kesatu arah saja atau agar tidak terjadi reversed flow/back flow.

Bentuk check valve sama saja dengan gate valve tapi valve ini tidak mempunyai handwell/handle maupun stem. Secara umum ada 3 macam check valve yang cara kerjanya sama saja namun aplikasi nya terhadap material fluida yang berbeda. yaitu: Swing check valve, Lift check valve, dan Ball check valve.

A. Swing check valve, penggunaan untuk fluida gas ataupun liquid yang tidak mengandung partikel padat (solid)

B. Lift check valve, penggunaan untuk fluida steam, gas, maupun liquid yang mempunyai flow yang tinggi

C. Ball check valve, penggunaan untuk fluida liquid yang mengandung partikel padatan.

7. Relieve valve dan Safety valve

Kedua valve ini digunakan untuk melepaskan (release) tekanan (pressure) pada suatu sistem agar tidak membahayakan alat (equipment), personnel yang sedang bekerja, dan untuk kepentingan proses itu sendiri.

Antara kedua valve ini terdapat penggunaan istilah yang seringkali tertukar satu sama lain. Kadang Relieve valve dianggap Safety valve dan kadang juga Safety valve dianggap Relieve valve. Namun, sebenarnya perbedaan mendasarnya adalah cara kerjanya itu sendiri, Relieve valve akan membuka perlahan-lahan apabila terjadi kelebihan (excess) pressure dan akan menutup kembali apabila pressure telah kembali normal. Relieve valve lebih cocok diaplikasikan ke fluida liquid. Sedang Safety valve, akan membuka secara sangat cepat langsung 60% opening apabila terjadi excess pressure. Dan akan menutup kembali hanya apabila pressure telah berada dibawah pressure normal (set point). Safety valve sangat cocok diaplikasikan ke fluida gas.

IV. Troubleshooting

1. Valve leak

Jika valve tidak bekerja dengan baik maka kemungkinan besar terjadi leak. Bagian yang paling sering terjadi leak adalah pada packing gland. Hal ini bisa diatasi dengan mengencangkan Gland nut. Setelah itu maka periksa kembali putaran handwell, karena setelah mengencangkan gland nut maka akan terjadi gesekan antara packing dengan stem yang menyebabkan handwell susah di gerakkan.

Kebocoran juga biasa terjadi didaerah sambungan body dan bonnet, daerah body, dan disekitar flange.

2. Kerusakan Fisik

Valve yang tidak bekerja dengan baik kemungkinan juga disebabkan karena adanya kerusakan fisik pada valve itu sendiri, oleh karena itu pemeriksaan fisik sangat penting untuk dilakukan lebih dahulu sebelum adanya perlakuan yang lebih jauh.

3. Pemberian Pelumas

Pemberian pelumas pada valve terutama pada stem, sangat penting untuk menjaga ketahanan valve.