BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Proses fisika dan kimia dalam peralatan industry dikendalikan oleh peralatan pengendali. Definisi untuk elemen pengendali akhir actuator adalah suatu tranducer yang berfungsi menterjemahkan sinyal pengendali dalam satuan level/energy/daya dan sebagainya dari sinyal pneumatic ke dalam aksi mekanik (mechanical action) atau tindakan koreksi melalui pengaturan variable pengendali / variable termanipulasi dalam suatu proses. Elemen pengendali akhir terdiri dari dua bagian, yaitu actuator dan elemen regulasi. Jadi actuator adalah bagian dari unit pengendali akhir. Valves mempunyai peran yang sangat penting dalam kehidupan sehari-hari di dalam industry maupun di dalam rumah tangga, perkantoran, dan pusat-pusat bisnis lainnya. Unit-unit pengurasan, sanitasi, pencucian, air minum, pengairan, dan lain-lain adalah aplikasi nyata dari pengetahuan tentang valves dalam kehidupan sehari-hari. Khusus di dalam industry, peran valves menjadi lebih luas yang mencakup tentang pengaliran fluida bahan baku maupun produk dan sampai pada tahap-tahap proses hilir serta penyimpangan hasil akhirnya. Steamtraps adalah bagian dari suatu system penyediaan energy yang fungsi utamanya adalah memisahkan kondensat yang terbentuk pada suatu system perpipaannya. Hampir semua industry yang menggunakan ketel uap atau boiler sebagai penyedia energy panas menggunakan steamtraps untuk menghilangkan kondensat dari system perpipaannya. Kondensat yang bercampur dengan uap panas akan menurunkan efektivitas penyediaan panas sehingga energy panas tidak sesuai dengan yang dikehendaki. 1.2 Tujuan Praktikum a. Mengetahui cara kerja actuator, valve, dan steamtrap, b. Mengetahui fungsi dari komponen-komponen actuator, valve, dan steamtrap, c. Mengetahui bagian-bagian yang mudah rusak/aus dari actuator, valve, dan steamtrap, d. Dapat membongkar dan memasang kembali peralatan dengan benar seperti semula,
BAB II LANDASAN TEORI 1. Valve Pengertian Sulit untuk membayangkan sebuah pabrik kimia, minyak retinal, pabrik pengolah bahan makanan, pabrik susu dan sebagainya tanpa valve. Valve sangat luas penggunaannya dan begitu terkenal sehingga mereka setiap saat digunakan. Sebagaimana perkembangan teknologi dan pertumbuhan kapasitas pabrik yang lebih besar bagaimanapun valve telah berkembang baik dalam ukuran dan biayanya (harga) dan valve menjadi sesuatu yang lebih penting lagi. Valve tidak hanya mengatur aliran fluida tetapi juga untuk mengisolasi perpipaan untuk pemeliharaan tanpa rintangan unit yang berhubungan dengan yang lain. Desain valve harus menjaga tekanan, temperatur dan desakan dari hubungan perpipaan dari rintangan permukaan bersegel. Pemilihan valve melibatkan beberapa faktor, sedikitnya dasar perencanaan berikut harus dipertimbangkan antara lain: tipe valve, bahan konstruksi, tekanan dan temperatur, bahan pembungkus, biaya dan kegunaannya.
Jenis-Jenis Valve Banyak tipe dari valve yang digunakan tetapi ada dua tipe umum, secara garis besamya adalah :
Gate valve
Butterfly valve
Globe valve.
Knife gate valve
Gate valve
Needle valve
Ball valve
Plug valve
Global valve
piston valve
Check valve
Diagfragma valve
Kegunaan Pada bagian luar tipe valve akan tergantung dari fungsinya untuk dikerjakan, apakah aliran penutup, katup pemadam atau bukan aliran pembaik. Fungsi-fungsi ini seharusnnya ditentukan hanya sesudah pertimbangan hati-hati dan keperluan unit dan sistem yang mana valve dikehendaki. Ada beberapa tipe penggunaan valve untuk masing-masing fungsinya, ini juga penting untuk menentukan dalam kondisi bagaimana valve digunakan. Dan ini dasar penting untuk mengetahui karakter kimia dan fisika fluida yang dipakai. Secara ringkas pertimbangan harus diberikan kepada : 1. Fungsi valve :2
valve shut off ( katup penutup ) yang biasanya dihubungkan dengan block valve atau on-off service valve.
throttling valves ( katup pemadam ) Tipe service:
Liquid
Gas-gas
karena
Cairan dengan gas
tekanan
Cairan dengan padat
Bersifat korosi atau tidak
Gas dengan padat
Bersifat erosi atau tidak
Uap dari aliran liquid, oleh penurunan
di
sistem
Prinsip Perencanaan Prinsip perencanaan dan penggunaan valve untuk throttling service (katup pemadam) adalah :
Globe valve Seat umumnya ditempatkan sejajar ke arah aliran, melengkapi daya tahan bahan dan tekanan jatuh.
Needle valve ( valve jarum ) Neeqle valve adalah berdasarkan atas globe valve, yang telah mempertajam needle seperti plugs, fitting dengan ketelitian di seat mereka.
Y- valve-Y
Adalah globe valve yang menunjukkan jalan lurus yang sama dan aliran tanpa penghalang yang dikerjakan gate valve. Keuntungannya adalah tekanan jatuh melewati valve rendah dari pada valve konvensional.
Angle valve ( valve sudut ) Sebenarnya sama dengan globe valve. Perbedaan dasar antara keduanya adalah aliran fluida menembus angle valve membuat sudut 90°.
Butterfly valve Kegunaan utama untuk on-off dan throttling service untuk aliran besar gas-gas dan cairan pada tekanan rendah ( 150 psig di bawah vacum ). Untuk aliran yang tidak dapat balik valve mempunyai reaksi otomatis untuk merubah
tekanan untuk mencegah pembalikan aliran. Pemilihan khusus contoh valve adalah berguna untuk pemakaian slurry yang baik. Contoh valve yang bagus biasanya adalah angle, flush bottom, plug, ball dan pinch valve (katup jepit ). Ini ditandai dengan daya tahan minimum terhadap aliran dan sering digariskan dengan campuran spesial untuk daya tahan terhadap korosi dan erosi.
Keunggulan Masing -Masing Alat Plug Cocks Valve (Katup Kran) Valve ini mirip dengan katup bola ( lihat gambar 2.1 ). Bulatannya diganti dengan silinder atau kerucut yang berpotong atasnya dan lubangnya berupa celah.
Gambar 2.1 Katup Sumbat
Plug valve sama seperti gate valve kegunaan utamanya untuk on-off dan bukan katup pemadam ( non throttling ). Sejak mengalir menembus valve tidak ada halangan, ada sedikit turbulensi di dalam valve, karena itu tekanan jatuh melewati alve rendah. Ada 2 tipe plug valve : 1. Menggosok dengan minyak Untuk mencegah tempat bocor antara permukaan plug dan body seat dan mengurangi geseran selama putaran 2. Tanpa menggosok dengan minyak Yang mempunyai mantel plug untuk mengurangi kebutuhan penggosokan. Daerah utama plug valve meliputi: fully opened atau fully closed tanpa throttling, ketahanan minimum untuk aliran, pengoperasian yang sering, tekanan jatuh rendah. Komponen dasar plug valve adalah body, plug dan tutup (cover).
Gambar 2.2 Plug Valve Globe valve (Katup Bundar) Valve jenis ini sering digunakan untuk mengontrol laju alir, karena pembukaan valve meningkat secara linier dengan posisi pipa. Pada valve jenis ini penurunan tekanan pada akhirnya sangat besar. Masalah yang terjadi pada valve jenis ini sama dengan gate valve yaitu penutupan valve tidak sempurna dikarenakan adanya kotoran-kotoran yang menghalangi penutupnya untuk menutup secara sempurna. Penanganannya yang paling sederhana yaitu membersihkan dudukan dari kotoran-kotoran tadi. Katup ini sering dipasang dengan plug atau selongsong ( sleeve) untuk menghasilkan laju aliran sampai ke tingkat tertentu saat katup dibuka.
Gambar 2.3 Globe Valve
Pada dasarnya bagian globe valve terdiri dari: a. Body b. Seat: berfungsi untuk membalikan aliran fluida ke disc c. Disc: berfungsi untuk membelokan aliran ke arah luar d. Steam e. Packing f. Gland g. Bonnet Gate valve lni biasanya digunakan untuk ukuran yang lebih besar, yaitu untuk pengaturan aliran baik dilakukan dengan membuka atau menutup valve yang disesuaikan dengan kebutuhan. Kegunaan utama dari katub ini adalah membuka atau menutup aliran,on/off control dan peralatan isolasi (isolation equipment). Dalam fungsi on-off, gate valve jauh lebih baik persentasenya yang diperhitungkan dalam suatu opersai. Meskipun ditemukan keterbatasan, valve ini mengontrol sendiri karena terjadinya disoperasi persentase perputaran aliran yang terjadi disekitar shut off dalam kecepatan tinggi atau tidak pada posisi permukaan Gate valve tidak bias digunakan untuk mengatur besar kecilnya aliran karena merusak posisi disc dan mengakibatkan valve passing ketika katup ditutup. Pada gate valve kerusakan yang terjadi biasanya adalah permukaan dari dudukan cakram penutupnya tidak rata, hal ini mengakibatkan ketika fluida mengalir dan valve ditutup maka
fluida akan dapat lolos dari lubang yang ditimbulkan dari ketidakratan dudukan sehingga valve tidak tertutup secara baik. Langkah perawatan dan perbaikannya berupa membersihkan dudukan dari cakram agar dapat menutup dan tidak ada kebocoran lagi. Dan gate valve tidaklah dianjurkan untuk mengontrol laju alir karena valve ini biasanya hanya untuk membuka dan menutup secara penuh. Untuk perawatan yang lain perlu dilakukan Lubrication (peminyakan pada tangki dan pada dudukan (bonnet).Untuk proses pemberian minyak dianjurkan secara berkala, yaitu : 1. minimal 1 kali dalam setahun 2. Jika valve jarang dioperasikan dianjurkan 3 bulan sekali Gate valve terdiri dari :
Rising stem gate valve
Gambar 2.5 Rising Stem Gate Valve
Non rising stem gate valve Untuk jenis ini gate naik dan turun tanpa naiknya stem dan jatuh melalui stuffing box.
Gambar 2.6 Non Rising Stem Gate Valve
Out screw gate valve dan yoke lni digunakan terbatas untuk ukuran luas dimana dibutuhkan ukuran material sehingga dapat dipotong menjadi dimensi yang dapat digunakan.
Gambar 2.7 Out Side Screw Dan Yoke Gate Valve
a) Butterfly valve Butterfly valve adalah salah satu tipe tua dari valve yang diketahui. Valve ini sederhana, ringan harganya murah. Butterfly valve kegunaan utamanya untuk kedua onoff dan throttling melibatkan aliran gas dan cairan yang besar pada tekanan rendah secara relatif. Karakteristik utama butterfly valve meliputi : fully opened ( membuka dengan penuh ), fully closed atau throttling, pengoperasian yang sering, shut off positif untuk gas atau cairan, dan pessure drop yang rendah. Struktur penting bagian butterfly valve adalah shaft body ( tiang/corong ),cakram pengontrol aliran dan rangka /selubung.
Gambar 2.8 Butterfly valve
b) Ball valve Ball valve digunakan secara utama untuk on-off service. Ball valve ini kurang memuaskan
digunakan
untuk
service
throttling.
Ball
valve
ini
cepat
pengerjaannya,mudah perawatannya, tidak perlu digosok dengan minyak. Ball valve tidak dibatasi untuk bahan fluida tertentu. Mereka digunakan untuk: uap, air, minyak, gas, udara, fluid a korosif, slurry ( partikel kasar ) dan bahan bubuk kering. Ball valve diproduksi dalam range bahan yang banyak yaitu : besi tuang, besi lunak, perunggu, aluminium, baja karbon ( karbon steel) , stainless steel, kuningan,titanium, zirconium, tantalum, dan beberapa campuran bahan tahan korosi dan plastik.
Check valve Check valve didesain tersendiri untuk mencegah pembalikan aliran sepanjang garis. lni operasinya otomatis dan menjaga aliran dalam satu arah tapi mengikuti aliran dalam hal lainnya. Ada 3 jenis yaitu ball check,swing check, dan automotic control valve.
Gambar 2.10 Check valve (a) swing check; (b) ball check
Ada perbedaan tipe dati check valve, yaitu pemilihan tipe utama tergantung pada temperatur, tekanan yang dapat dimasukkan dan kebersihan dari cairan. Belokan check valve terbuka dengan tekanan dari garis, dimana aliran pada arah normal akan mengakibatkan cakram memutar keluar. Swing check valve digunakan dalam cairan dengan kecepatan rendah dimana pembalikan aliran jarang, mereka dijalankan pada sistem searah dengan gate valve. Karakteristik utama dati swing check valve adalah mempunyai resistensii minimum mengalir, dari kecepatan rendah dan jarang mengubah arah.Konstruksi bagian utama dati swing check valve adalah body, cakram, swingpin, dan cap. Jenis valve yang lain a. Y valve Y valve merupakan modifikasi dati globe valve, serupa dengan gate valve memiliki tekanan yang rendah dialirkan sepanjang valve kemudian ke globe valve konvensional. b. Angle valve ( valve sudut ) Angle valve adalah berdasarkan globe valve yang mempunyai hubungan pintu masuk dan keluar di sudut kanan. Valve ini terutama digunakan untuk service throttling dan sedikit lebih tahan daripada globe valve. Stem berotasi dan berpindah keluar ketika dibuka. c. Needle Valve ( Valve Jarum )
Needle valve didasarkan atas globe valve. Konstruksi bahan biasanya perunggu,stainless steel, kuningan dan campuran-campuran lainnya. Ujungnya biasanya dimasukkan benang ke dalam lobang jarum. d. Pinch Valve ( Valve Apit ) Pinch valve adalah jenis valve paling murah dan paling sederhana dalam beberapa jenis valve. Valve ini digunakan untuk on-off service atau untuk service throttling yang dapat menyirnpang dari 10 % -95 % dari kapasitas laju alir. Karakteristik utama dari service pinch valve adalah on-off dan throttling (dengan biaya pemeliharaan rendah ), pressure drop rendah, temperatur sedang. e. Slide Valve ( Katup Sorong) Slide valve umumnya digunakan untuk mengontrol pressure drop cairan dangas, tidak selalu digunakan untuk service dimana penutup erat mutlak diperlukan. Elemen kontrol aliran terdiri dari satu atau dua disk yang slidenya ( gelincir ) antara seat body paralel. Konstruksi bahan slide valve meliputi : cram sedikit, baja dan stainless steel. f. Diaphragm Valve ( Valve Diapragma ) Valve diapragma digunakan untuk on-off dan service throttling. Di dalam valve diapragma diisolasi. Fluida tidak dapat mencapai beberapa bagian kerja mengakibatkan korosi dan kegagalan service akhir. Biasanya valve ini tidak ada pembungkus atau penyelubung sehingga menyebabkan pemeliharaannya sedikit lebih mudah. Tetapi bagaimanapun juga untuk bahan-bahan kimia berbahaya, bonnet disediakan dan disegel dengan teflon atau pembungkus lainnya. Valve diapragma ini diproduksi dari bahan yang meliputi:besi tuang, besi lunak, baja lunak, stainless steel, dan campuran bahan tahan korosi.
Gambar 2.11 Valve Diapragma
Masalah Pada Valve (Katup) 1. Kerusakan Fisik Pemeriksaan fisik sangat penting karena valve yang tidak bekerja dengan baik kemungkinan disebabkan oleh adanya kerusakan fisik. 2. Passing / Kebocoran Kebocoran dapat terjadi karena posisi dosc yang berubah terhadap seat/tidak tepat. Kebocoran cairan juga disebabkan oleh timbulnya kerak pada bagian utama valve, perawatannya yaitu dengan membersihkan steam, disc dan seat. 3. Valve Lack Bagian yang sering terjadi lack adalah packing gland. Hal ini dapat diatasi dengan mengencangkan gland nut. Kemudian setelah dikencangkan jika kerusakan terjadi maka periksalah hand well karena sering terjadi gesekan antara packing dan steam yang mengakibatkan hand well susah untuk digerakkan. 4. Pemberian Pelumas Untuk menjaga ketahanan valve pemberian pelumas pada steam sangat penting untuk dilakukan. STEAM TRAPS Pada penggunaannya steam trap biasa digabungkan dengan regulator karena steam trap dan regulator sama-sama menggunakan fluida gas sebagai media yang melewatinya. Pada dasarnya kerusakan pada steam trap terletak pada kesalahan desain alat tersebut,dan kurang sempurnanya menutup dan membuka alairan pipa. Perbaikan dari masalah tersebut yang utama yaitu mengecek kondisi steam trap secara rutin agar terdeteksi penyimpangan dalam pemakaian yang akan mengakibatkan kerusakan pada produk yang dihasilkan. Untuk perawatan yang lain, yaitu : 1. Mengecek kecacatan (malfunction traps) 2. Membuat jadwal perawatan secara berkala
Jenis-jenis steam traps Berdasarkan kegunaannya, (digunakan untuk tekanan tinggi dan tekanan rendah) steam traps dibedakan atas: 1. Steam Traps Mechanical. a. Ball float steam traps Prinsip kerja dari ball float steam traps kondensat mengalir dan steam juga mengalir masuk kedalam body trap dan kondesat ditampung dibawah. Ketika kondensat naik, ball float naik, katup pengeluaran terbuka. Kondensat mengalir keluar dan float kembali turun, valve menutup hingga kondensat naik lagi. b. Bucket Type Traps Prinsip kerja dari jenis ini adalah mengontrol aliran kondensat kedalam body trap (penampung). Katup menghubungkan ke bucket dan valve road menghubungkan bucket dengan katup. 2. Bimetal Steam Traps Prinsip kerja dari Bimetal Steam Traps diawali oleh uap (steam) masuk kedalam steam trap dan mengakibatkan strip bimetal menjadi panas dan kemudian mengakibatkan elemen bimetalic melengkung dan terangkat berlawanan. Steam terangkat menarik disc ke dalam seat sehingga tidak ada fluida (steam) yang mengalir. Jika dalam steam traps terkumpul kondensat yang dingin, elemen bimetal kembali ke semula dan akan mendorong disc dari seat (membuka) aliran kondensat mengalir.
Bimetal steam traps memiliki tumpukan bimetalic traps kepingan yang didisain dengan dua kepingan yang berbeda dan saling mengikat.
Bagian dari Bimetal Steam Traps
3. Orifice Type Steam Traps Jenis ini sangat baik digunakan untuk kondisi beban steam yang konstan, pada saat dimana beban steam berubah, lubang trapsnya penuh dengan steam/uap yang keluar atau kondensat kembali ke dalam sistem. Beban yang berubah ditemukan pada sistem pemanasan sehingga sistem traps tidak bagus untuk sistem pemanas. Orifice Type Steam Traps terdiri dari sebuah orifice (lubang) dibagian lengkung body dan sambungan discharge kondensat. Jika kecepatan berkurang suhu pada kondensat akan
bertambah dan mengakibatkan penyumbatan di lubang dan penurunan kapasitas steam flasing, dengan bertambahnya beban akan menurunkan flasing dan kapasitas orifice akan menjadi besar.
BAB III METODOLOGI PERCOBAAN 3.1 Alat bantu dan bahan yang diperlukan 1. 2. 3. 4. 5.
Kunci pipa, kunci pas dan kunci shock Bahan pelumas, oli dan stempet Bahan cairan pembersih, minyak tanah atau solar Amplas dan sikat Steam trap dan gate valve
3.2 Prosedur kerja
Membongkar actuator a. Membuka baut pada piring plat penutup diafragma actuator dengan kunci pas/shock (cara membuka baut harus bersilangan) b. Letakkan baut, plat, pegas, dan seterusnya secara berurutan, supaya tidak salah urutannya diatas kain/kertas c. Membuka baut yang menghubungkan body katup dengan bagian diatasnya, supaya semua bagian actuator kelihatan d. Membersihkan komponen-komponen yang kotor/berkarat dengan minyak/ampelas , ganti atau catat kalu ada kompon3en yang rusak Memasang kembali actuator a. Memasang kembali baut yang menghubungkan body katup dengan bagian diatasnya b. Memasang kembali baut pada piring plat penutup diafragma actuator Membongkar dan memasang kembali gate valve a. Membuka baut pada leher valve b. Buka plug yang menutup aliran pada valve c. Mengecek apakah ada komponen yang rusak atau berkarat d. Membersihkan bagian yang kotor, e. Pasang kembali baut gate valve seperti semula Membongkar dan memasang kembali steam trap a. Membuka saringan pada bagian bawah steam trap b. Membuka bagian atas yang ada sekat logamnya c. Mengecek apakah ada yang berkarat atau kotor d. Membersihkan bagian yang kotor dengan sikat e. Memasang kembali semua bagian seperti semula
BAB IV HASIL PENGAMATAN 1. Actuator
PERAWATAN DAN PERBAIKAN
Dilakukan pengecekan baut dan mur setelah pembongkaran dan pemasangan agar jumlahnya tetap. Jika baut dan mur tidak cocok/pas harus segera diganti
Dilakukan pengecekan pada bagian atas dari pegas agar tidak terjadi korosi.
]
Bagian ini merupakan salah satu bagian yang terpenting dari actuator karena jika terjadi kerusakan outputnya tidak sesuai dengan yang diharapkan, Perawatannya bisa dilakukan dengan pemberian minyak pelumas.
Jangan sampai bagian ini mengalami kerusakan atau korosi .
Sambungan flange antara bagian atas dan bawah harus selalu di cek, karena seringkali terjadi bautnya mengalami kelonggaran akibat tekanan yang terlalu besar.
2. Gate Valve
Pada gate valve kerusakan yang terjadi biasanya adalah permukaan dari dudukan cakram penutupnya tidak rata, Perawatannya yakni membersihkan dudukan dari cakram agar dapat menutup dan tidak ada kebocoran lagi.
Untuk proses pemberian minyak dianjurkan secara berkala, yaitu : 1. minimal 1 kali dalam setahun 2. Jika valve jarang dioperasikan dianjurkan 3 bulan sekali
3. Steam Trap
kerusakan biasanya
pada
kurang
steam
trap
sempurnanya
menutup dan membuka alairan pipa. Perbaikannya yaitu mengecek kondisi steam trap secara rutin agar terdeteksi penyimpangan dalam pemakaian yang akan mengakibatkan kerusakan pada produk yang dihasilkan.
Untuk perawatan yang lain, yaitu : 1. Mengecek kecacatan (malfunction traps) 2. Membuat jadwal perawatan secara berkala
LAPORAN PRAKTIKUM PERAWATAN DAN PERBAIKAN AKTUATOR, GATE VALVE, DAN STEAM TRAP Dosen Pembimbing : Ir. Dwi Nirwantoro, MT Kelompok : V Kelas : 3.B Nama : Kika Suwarno
(091411052)
Leni Nurhayati
(091411053)
Tanggal praktikum : 27 September 2011 Tanggal penyerahan: 4 Oktober 2011
TEKNIK KIMIA D3 POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2011/2012
