Dimana Katup Digunakan

Dimana Katup Digunakan: Di Mana Saja!

08 Nov 2017 Ditulis oleh Greg Johnson

Katup dapat ditemukan hampir di mana saja saat ini: di rumah kita, di bawah jalan, di gedung komersial dan di ribuan tempat di dalam pembangkit listrik dan air, pabrik kertas, kilang, pabrik kimia, dan fasilitas industri dan infrastruktur lainnya.
Industri katup benar-benar berbahu lebar, dengan segmen yang bervariasi dari distribusi air hingga tenaga nuklir hingga minyak dan gas hulu dan hilir. Masing-masing industri pengguna akhir ini menggunakan beberapa tipe dasar katup; akan tetapi, detail konstruksi dan material seringkali sangat berbeda. Berikut contohnya:

AIR BEKERJA
Dalam dunia distribusi air, tekanan hampir selalu relatif rendah dan suhunya ambien. Kedua fakta aplikasi tersebut memungkinkan sejumlah elemen desain katup yang tidak akan ditemukan pada peralatan yang lebih menantang seperti katup uap suhu tinggi. Suhu lingkungan layanan air memungkinkan penggunaan elastomer dan segel karet tidak cocok di tempat lain. Bahan lembut ini memungkinkan katup air dipasang untuk menutup tetesan dengan rapat.

Pertimbangan lain dalam katup layanan air adalah pilihan bahan konstruksi. Besi cor dan ulet digunakan secara luas dalam sistem air, terutama saluran diameter luar yang besar. Garis yang sangat kecil dapat ditangani dengan cukup baik dengan bahan katup perunggu.

Tekanan yang dilihat oleh sebagian besar katup saluran air biasanya jauh di bawah 200 psi. Ini berarti desain bertekanan tinggi berdinding lebih tebal tidak diperlukan. Namun demikian, ada beberapa kasus di mana katup air dibuat untuk menangani tekanan yang lebih tinggi, hingga sekitar 300 psi. Aplikasi ini biasanya pada saluran air panjang yang dekat dengan sumber tekanan. Terkadang katup air bertekanan tinggi juga ditemukan pada titik bertekanan tertinggi di bendungan tinggi.

American Water Works Association (AWWA) telah mengeluarkan spesifikasi yang mencakup berbagai jenis katup dan aktuator yang digunakan dalam aplikasi saluran air.

AIR LIMBAH
Sisi lain dari air minum segar yang masuk ke fasilitas atau bangunan adalah air limbah atau keluaran saluran pembuangan. Garis-garis ini mengumpulkan semua cairan dan padatan limbah dan mengarahkannya ke pabrik pengolahan limbah. Instalasi pengolahan ini memiliki banyak pipa dan katup bertekanan rendah untuk melakukan "pekerjaan kotor". Persyaratan untuk katup air limbah dalam banyak kasus jauh lebih lunak daripada persyaratan untuk layanan air bersih. Gerbang besi dan katup periksa adalah pilihan paling populer untuk jenis layanan ini. Katup standar dalam layanan ini dibuat sesuai dengan spesifikasi AWWA.

INDUSTRI TENAGA
Sebagian besar tenaga listrik yang dihasilkan di Amerika Serikat dihasilkan di pembangkit listrik tenaga uap menggunakan bahan bakar fosil dan turbin berkecepatan tinggi. Mengupas penutup pembangkit listrik modern akan menghasilkan pemandangan sistem perpipaan bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi. Jalur utama ini adalah yang paling penting dalam proses pembangkit tenaga uap.

Katup gerbang tetap menjadi pilihan utama untuk aplikasi hidup / mati pembangkit listrik, meskipun untuk tujuan khusus, katup bola pola-Y juga ditemukan. Katup bola berkinerja tinggi dan servis kritis mendapatkan popularitas di antara beberapa perancang pembangkit listrik dan membuat terobosan di dunia yang pernah didominasi katup linier ini.

Metalurgi sangat penting untuk katup dalam aplikasi daya, terutama yang beroperasi dalam rentang operasi tekanan dan suhu superkritis atau ultra-superkritis. F91, F92, C12A, bersama dengan beberapa Inconel dan paduan baja tahan karat biasanya digunakan di pembangkit listrik saat ini. Kelas tekanan termasuk 1500, 2500 dan dalam beberapa kasus 4500. Sifat modulasi pembangkit listrik puncak (yang beroperasi hanya sesuai kebutuhan) juga memberikan tekanan besar pada katup dan perpipaan, membutuhkan desain yang kuat untuk menangani kombinasi ekstrim dari siklus, suhu dan tekanan.
Selain katup uap utama, pembangkit listrik dilengkapi dengan jaringan pipa tambahan, yang dihuni oleh banyak sekali katup gerbang, globe, cek, kupu-kupu, dan bola.

Pembangkit listrik tenaga nuklir beroperasi dengan prinsip turbin uap / kecepatan tinggi yang sama. Perbedaan utama adalah bahwa di pembangkit listrik tenaga nuklir, uap dihasilkan oleh panas dari proses fisi. Katup pembangkit listrik tenaga nuklir mirip dengan sepupu mereka yang berbahan bakar fosil, kecuali silsilahnya dan persyaratan tambahan untuk keandalan mutlak. Katup nuklir diproduksi dengan standar yang sangat tinggi, dengan dokumentasi kualifikasi dan inspeksi yang memenuhi ratusan halaman.

imng

PRODUKSI MINYAK DAN GAS
Sumur minyak dan gas serta fasilitas produksi adalah pengguna berat katup, termasuk banyak katup tugas berat. Meskipun semburan minyak yang menyembur ratusan kaki di udara tidak lagi mungkin terjadi, gambar tersebut mengilustrasikan potensi tekanan minyak dan gas bawah tanah. Inilah sebabnya mengapa kepala sumur atau pohon Natal ditempatkan di bagian atas tali pipa yang panjang. Rakitan ini, dengan kombinasi katup dan alat kelengkapan khusus, dirancang untuk menangani tekanan hingga 10.000 psi. Meskipun saat ini jarang ditemukan sumur yang digali di darat, tekanan tinggi yang ekstrim sering ditemukan di sumur lepas pantai yang dalam.

Desain peralatan kepala sumur dicakup oleh spesifikasi API seperti 6A, Spesifikasi Peralatan Kepala Sumur dan Pohon Natal. Katup yang tercakup dalam 6A dirancang untuk tekanan yang sangat tinggi tetapi suhu sedang. Sebagian besar pohon Natal mengandung katup gerbang dan katup bola dunia khusus yang disebut choke. Choke digunakan untuk mengatur aliran dari sumur.

Selain kepala sumur itu sendiri, banyak fasilitas pendukung mengisi ladang minyak atau gas. Peralatan proses untuk mengolah minyak atau gas sebelumnya membutuhkan sejumlah katup. Katup ini biasanya diberi peringkat baja karbon untuk kelas bawah.

Kadang-kadang, cairan yang sangat korosif — hidrogen sulfida — hadir dalam aliran minyak mentah. Bahan ini, juga disebut gas asam, bisa mematikan. Untuk mengatasi tantangan gas asam, bahan khusus atau teknik pemrosesan bahan yang sesuai dengan spesifikasi NACE International MR0175 harus diikuti.

INDUSTRI LUAR NEGERI
Sistem perpipaan untuk rig minyak lepas pantai dan fasilitas produksi berisi banyak katup yang dibangun dengan spesifikasi berbeda untuk menangani berbagai macam tantangan kontrol aliran. Fasilitas ini juga berisi berbagai loop sistem kontrol dan perangkat pelepas tekanan.

Untuk fasilitas produksi minyak, jantung arteri adalah sistem perpipaan pemulihan minyak atau gas yang sebenarnya. Meskipun tidak selalu pada platform itu sendiri, banyak sistem produksi menggunakan pohon Natal dan sistem perpipaan yang beroperasi di kedalaman 10.000 kaki atau lebih yang tidak ramah. Peralatan produksi ini dibangun dengan banyak standar American Petroleum Institute (API) yang ketat dan direferensikan dalam beberapa API Recommended Practices (RP).

Pada sebagian besar anjungan minyak besar, proses tambahan diterapkan pada cairan mentah yang berasal dari kepala sumur. Ini termasuk memisahkan air dari hidrokarbon dan memisahkan gas dan cairan gas alam dari aliran fluida. Sistem perpipaan pohon pasca-Natal ini umumnya dibangun untuk kode perpipaan American Society of Mechanical Engineers B31.3 dengan katup yang dirancang sesuai dengan spesifikasi katup API seperti API 594, API 600, API 602, API 608 dan API 609.

Beberapa dari sistem ini mungkin juga berisi gerbang API 6D, bola, dan katup periksa. Karena setiap pipa di platform atau kapal bor berada di dalam fasilitas, persyaratan ketat untuk menggunakan katup API 6D untuk pipa tidak berlaku. Meskipun beberapa jenis katup digunakan dalam sistem perpipaan ini, jenis katup pilihannya adalah katup bola.

PIPA
Meskipun sebagian besar saluran pipa tersembunyi dari pandangan, keberadaannya biasanya terlihat jelas. Rambu-rambu kecil bertuliskan “pipa minyak bumi” merupakan salah satu indikator nyata keberadaan pipa transportasi bawah tanah. Jaringan pipa ini dilengkapi dengan banyak katup penting di sepanjang panjangnya. Katup penghenti pipa darurat ditemukan pada interval yang ditentukan oleh standar, kode, dan undang-undang. Katup ini melayani layanan penting untuk mengisolasi bagian pipa jika terjadi kebocoran atau saat perawatan diperlukan.

Juga tersebar di sepanjang jalur pipa adalah fasilitas di mana jalur muncul dari tanah dan akses jalur tersedia. Stasiun-stasiun ini adalah rumah bagi peralatan peluncuran “babi”, yang terdiri dari perangkat yang dimasukkan ke dalam pipa untuk memeriksa atau membersihkan jalur. Tempat peluncuran babi ini biasanya memiliki beberapa katup, baik jenis gate maupun ball. Semua katup pada sistem pipa harus port penuh (bukaan penuh) untuk memungkinkan lewatnya babi.

Pipa juga membutuhkan energi untuk melawan gesekan pipa dan menjaga tekanan dan aliran jalur. Stasiun kompresor atau pompa yang terlihat seperti versi kecil dari pabrik proses tanpa menara retak yang tinggi digunakan. Stasiun-stasiun ini adalah rumah bagi lusinan katup pipa gerbang, bola, dan cek.
Pipa itu sendiri dirancang sesuai dengan berbagai standar dan kode, sedangkan katup pipa mengikuti API 6D Pipeline Valves.
Ada juga jaringan pipa yang lebih kecil yang masuk ke dalam rumah dan bangunan komersial. Saluran ini menyediakan air dan gas dan dilindungi oleh katup penutup.
Kota-kota besar, khususnya di bagian utara Amerika Serikat, menyediakan uap untuk kebutuhan pemanas pelanggan komersial. Jalur suplai uap ini dilengkapi dengan berbagai katup untuk mengontrol dan mengatur suplai uap. Meskipun fluida adalah uap, tekanan dan suhu lebih rendah daripada yang ditemukan di pembangkit listrik tenaga uap. Berbagai jenis katup digunakan dalam layanan ini, meskipun katup sumbat yang terhormat masih menjadi pilihan yang populer.

PENGOLAHAN DAN PETROKIMIA
Katup penyulingan menghasilkan lebih banyak penggunaan katup industri daripada segmen katup lainnya. Kilang adalah rumah bagi cairan korosif dan dalam beberapa kasus, suhu tinggi.
Faktor-faktor ini menentukan bagaimana katup dibuat sesuai dengan spesifikasi desain katup API seperti API 600 (katup gerbang), API 608 (katup bola) dan API 594 (katup periksa). Karena layanan keras yang dihadapi oleh banyak katup ini, kelonggaran korosi ekstra sering diperlukan. Kelonggaran ini diwujudkan melalui ketebalan dinding yang lebih besar yang ditentukan dalam dokumen desain API.

Hampir setiap jenis katup utama dapat ditemukan berlimpah di kilang besar yang khas. Katup gerbang yang ada di mana-mana masih menjadi raja bukit dengan populasi terbesar, tetapi katup seperempat putaran mengambil semakin banyak pangsa pasar mereka. Produk seperempat putaran yang berhasil membuat terobosan dalam industri ini (yang juga pernah didominasi oleh produk linier) termasuk katup kupu-kupu offset tiga lapis kinerja tinggi dan katup bola dudukan logam.

Gerbang standar, globe, dan katup periksa masih ditemukan secara massal, dan karena keseriusan desain dan ekonomi manufakturnya, tidak akan hilang dalam waktu dekat.
Peringkat tekanan untuk katup penyulingan menjalankan keseluruhan dari Kelas 150 hingga Kelas 1500, dengan Kelas 300 yang paling populer.
Baja karbon biasa, seperti kelas WCB (cor) dan A-105 (tempa) adalah bahan paling populer yang ditentukan dan digunakan dalam katup untuk layanan penyulingan. Banyak aplikasi proses pemurnian mendorong batas suhu atas baja karbon biasa, dan paduan suhu tinggi ditentukan untuk aplikasi ini. Yang paling populer adalah baja chrome / moly seperti 1-1 / 4% Cr, 2-1 / 4% Cr, 5% Cr dan 9% Cr. Baja tahan karat dan paduan nikel tinggi juga digunakan dalam beberapa proses pemurnian yang sangat keras.

sdagag

BAHAN KIMIA
Industri kimia adalah pengguna besar katup dari semua jenis dan bahan. Dari pabrik batch kecil hingga kompleks petrokimia besar yang ditemukan di Gulf Coast, katup adalah bagian besar dari sistem perpipaan proses kimia.

Sebagian besar aplikasi dalam proses kimia memiliki tekanan yang lebih rendah daripada banyak proses pemurnian dan pembangkit listrik. Kelas tekanan yang paling populer untuk katup dan perpipaan pabrik kimia adalah Kelas 150 dan 300. Pabrik kimia juga telah menjadi pendorong terbesar pengambilalihan pangsa pasar yang telah bergulat dengan katup bola dari katup linier selama 40 tahun terakhir. Katup bola berdudukan tahan banting, dengan penutup tanpa kebocoran, sangat cocok untuk banyak aplikasi pabrik kimia. Ukuran ball valve yang kompak adalah fitur yang populer juga.
Masih ada beberapa pabrik kimia dan proses pabrik di mana katup linier lebih disukai. Dalam kasus ini, katup desain API 603 yang populer, dengan dinding yang lebih tipis dan bobot yang lebih ringan, biasanya merupakan katup gerbang atau globe pilihan. Pengendalian beberapa bahan kimia juga secara efektif dilakukan dengan diafragma atau katup penjepit.
Karena sifat korosif dari banyak bahan kimia dan proses pembuatan bahan kimia, pemilihan bahan sangat penting. Bahan defacto adalah baja tahan karat austenitik kelas 316 / 316L. Bahan ini bekerja dengan baik untuk melawan korosi dari sejumlah cairan yang terkadang tidak menyenangkan.

Untuk beberapa aplikasi korosif yang lebih keras, diperlukan lebih banyak perlindungan. Baja tahan karat austenitik berkinerja tinggi lainnya, seperti 317, 347 dan 321 sering dipilih dalam situasi ini. Paduan lain yang digunakan dari waktu ke waktu untuk mengontrol cairan kimia termasuk Monel, Alloy 20, Inconel dan 17-4 PH.

PEMISAHAN LNG DAN GAS
Baik gas alam cair (LNG) maupun proses yang diperlukan untuk pemisahan gas bergantung pada perpipaan yang ekstensif. Aplikasi ini membutuhkan katup yang dapat beroperasi pada suhu kriogenik yang sangat rendah. Industri LNG, yang berkembang pesat di Amerika Serikat, terus berupaya untuk meningkatkan dan meningkatkan proses pencairan gas. Untuk tujuan ini, perpipaan dan katup menjadi jauh lebih besar dan persyaratan tekanan telah dinaikkan.

Situasi ini mengharuskan produsen katup mengembangkan desain untuk memenuhi parameter yang lebih ketat. Katup kupu-kupu dan bola seperempat putaran sangat populer untuk layanan LNG, dengan bahan paling populer 316ss [baja tahan karat]. ANSI Kelas 600 adalah batas atas tekanan biasa untuk sebagian besar aplikasi LNG. Meskipun produk seperempat putaran adalah jenis katup yang paling populer, katup gerbang, globe, dan periksa juga dapat ditemukan di pabrik.

Layanan pemisahan gas melibatkan pembagian gas menjadi elemen dasarnya masing-masing. Misalnya, metode pemisahan udara menghasilkan nitrogen, oksigen, helium, dan gas jejak lainnya. Sifat proses yang sangat bersuhu sangat rendah berarti banyak katup kriogenik yang diperlukan.

Pabrik pemisahan LNG dan gas memiliki katup suhu rendah yang harus tetap dapat beroperasi dalam kondisi kriogenik ini. Ini berarti bahwa sistem pengepakan katup harus diangkat dari fluida bersuhu rendah melalui penggunaan kolom gas atau kondensasi. Kolom gas ini mencegah fluida membentuk bola es di sekitar area pengepakan, yang akan mencegah batang katup berputar atau naik.

dsfsg

BANGUNAN KOMERSIAL
Bangunan komersial mengelilingi kita tetapi kecuali kita memperhatikan dengan cermat saat dibangun, kita hanya memiliki sedikit petunjuk tentang banyaknya arteri fluida yang tersembunyi di dalam dinding pasangan bata, kaca dan logam.

Penyebut yang umum di hampir setiap bangunan adalah air. Semua struktur ini berisi berbagai sistem perpipaan yang membawa banyak kombinasi senyawa hidrogen / oksigen dalam bentuk cairan yang dapat diminum, air limbah, air panas, air abu-abu, dan proteksi kebakaran.

Dari sudut pandang bangunan yang bertahan hidup, sistem kebakaran adalah yang paling kritis. Proteksi kebakaran di gedung hampir secara universal disediakan dan diisi dengan air bersih. Agar sistem air kebakaran efektif, mereka harus dapat diandalkan, memiliki tekanan yang cukup dan ditempatkan dengan nyaman di seluruh struktur. Sistem ini dirancang untuk memberi energi secara otomatis jika terjadi kebakaran.
Bangunan bertingkat tinggi memerlukan layanan tekanan air yang sama di lantai atas dengan lantai bawah sehingga pompa dan pipa bertekanan tinggi harus digunakan untuk mengalirkan air ke atas. Sistem perpipaan biasanya Kelas 300 atau 600, tergantung pada ketinggian bangunan. Semua jenis katup digunakan dalam aplikasi ini; namun, desain katup harus disetujui oleh Underwriters Laboratories atau Factory Mutual untuk layanan utama kebakaran.

Kelas dan jenis katup yang sama yang digunakan untuk katup pemadam kebakaran digunakan untuk distribusi air minum, meskipun proses persetujuannya tidak seketat itu.
Sistem AC komersial yang ditemukan di struktur bisnis besar seperti gedung perkantoran, hotel, dan rumah sakit biasanya terpusat. Mereka memiliki unit chiller atau ketel besar untuk mendinginkan atau memanaskan cairan yang digunakan untuk mentransfer suhu dingin atau tinggi. Sistem ini sering kali harus menangani refrigeran seperti R-134a, hidro-fluorokarbon, atau dalam kasus sistem pemanas utama, uap. Karena ukuran kupu-kupu dan katup bola yang kompak, jenis ini menjadi populer dalam sistem pendingin HVAC.

Di sisi uap, beberapa katup seperempat putaran telah digunakan, namun banyak insinyur pipa masih mengandalkan gerbang linier dan katup bola dunia, terutama jika perpipaan memerlukan ujung pengelasan butt. Untuk aplikasi uap sedang ini, baja telah menggantikan besi tuang karena baja memiliki kemampuan las.

Beberapa sistem pemanas menggunakan air panas sebagai pengganti uap sebagai fluida transfer. Sistem ini dilayani dengan baik oleh katup perunggu atau besi. Katup kupu-kupu dan bola dengan bantalan tahan seperempat putaran sangat populer, meskipun beberapa desain linier masih digunakan.

KESIMPULAN
Meskipun bukti penerapan katup yang disebutkan dalam artikel ini mungkin tidak dapat dilihat selama perjalanan ke Starbucks atau ke rumah nenek, beberapa katup yang sangat penting selalu ada di dekatnya. Bahkan terdapat katup di mesin mobil yang digunakan untuk menuju ke tempat-tempat seperti di karburator yang mengontrol aliran bahan bakar ke mesin dan di mesin yang mengontrol aliran bensin ke piston dan keluar lagi. Dan jika katup tersebut tidak cukup dekat dengan kehidupan kita sehari-hari, pertimbangkan kenyataan bahwa jantung kita berdetak secara teratur melalui empat alat pengatur aliran yang vital.

Ini hanyalah contoh lain dari kenyataan bahwa: katup benar-benar ada di mana-mana. VM
Bagian II artikel ini mencakup industri tambahan di mana katup digunakan. Kunjungi www.valvemagazine.com untuk membaca tentang pulp & kertas, aplikasi kelautan, bendungan dan tenaga air, tenaga surya, besi dan baja, dirgantara, panas bumi, serta pembuatan bir dan penyulingan kerajinan.

GREG JOHNSON adalah presiden United Valve (www.unitedvalve.com) di Houston. Dia adalah editor yang berkontribusi untuk Majalah VALVE, mantan ketua Dewan Perbaikan Valve dan anggota dewan VRC saat ini. Dia juga melayani di Komite Pendidikan & Pelatihan VMA, adalah wakil ketua Komite Komunikasi VMA dan mantan presiden Masyarakat Standardisasi Produsen. 


Waktu posting: Sep-29-2020

Aplikasi

Underground pipeline

Pipa bawah tanah

Irrigation System

Sistem irigasi

Water Supply System

Sistem Penyediaan Air

Equipment supplies

Perlengkapan peralatan