Uji coba katup pengatur – apakah efektif?

Thread Content

Uji cek katup pengatur 1 Katup pengatur merupakan salah satu alat ukur yang paling banyak digunakan di industri petrokimia. Alat ini dipasang pada saluran proses. Katup pengatur merespons sinyal masukan dari luar, dan secara proporsional menggerakkan batang katup ke posisi yang sesuai. Dengan mengubah jarak antara komponen katup dan dudukannya, maka dapat dikendalikan laju aliran fluida. Dengan demikian, tekanan, suhu, dan tingkat cairan dalam sistem pun dapat dikontrol. Menurut standar Republik Rakyat Tiongkok **“Standar Pelaksanaan dan Penerimaan Pekerjaan Instrumentasi Otomatis” GB50093-2002**, pasal 11.1.1 menyatakan bahwa “sebelum dipasang dan digunakan, instrumen-instrumen tersebut perlu diperiksa, dikalibrasi, dan diuji, agar dapat dipastikan bahwa instrumen tersebut memenuhi persyaratan yang tercantum dalam dokumen desain serta spesifikasi teknis yang terdapat dalam dokumen teknis produknya”. Pasal 11.1.8 menyatakan bahwa “kondisi, item, dan metode kalibrasi serta pengujian instrumen harus sesuai dengan ketentuan yang terdapat dalam dokumen teknis produk dan persyaratan yang tercantum dalam dokumen desain”. Kualitas performa katup pengatur sangat mempengaruhi kelancaran proses uji coba peralatan dan produksi. Pemeriksaan katup pengatur merupakan cara penting untuk menilai indikator kinerjanya. Terkadang, karena parameter yang tidak jelas atau standar yang berbeda, kesimpulan pemeriksaan menjadi berbeda. Prosedur dan metode pengujian, serta hal-hal yang perlu diperiksa, harus sesuai dengan ketentuan-ketentuan yang berlaku. Untuk hal-hal yang tidak diatur dalam ketentuan tersebut, perlu dilakukan penyesuaian sesuai dengan jenis katup yang digunakan. 2 Perbandingan standar dan regulasi domestik serta internasional terkait item pemeriksaan. Seiring dengan semakin cepatnya penerapan berbagai peralatan dan teknologi, parameter teknis yang digunakan di dalam negeri terkadang menimbulkan kebingungan dibandingkan dengan parameter yang digunakan di luar negeri. Dalam standar tersebut, ditetapkan berbagai item pemeriksaan untuk katup pengatur, termasuk uji tekanan pada badan katup, uji keketatan sambungan antara katup dan dudukannya, pemeriksaan kebocoran pada bagian membran (silinder), serta pengukuran jarak pergerakan katup dan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai jarak pergerakan maksimalnya. 2.1 Uji tekanan badan katup Uji tekanan badan katup dilakukan untuk memeriksa kemampuan badan katup dalam menahan tekanan. Uji ini mencakup pemeriksaan apakah ada cacat berupa lubang di bagian logamnya, apakah sambungan mekanisnya rapat, serta apakah terjadi deformasi pada badan katup tersebut. Pengujian dilakukan oleh departemen khusus menggunakan peralatan khusus pula. Media yang digunakan dalam pengujian adalah air bersih. Tekanan dinaikkan hingga 1,5 kali dari tekanan nominal, dengan kondisi katup dalam keadaan terbuka sepenuhnya. Pengujian dianggap berhasil jika tidak terjadi kebocoran yang terlihat dalam waktu yang ditentukan. 2.2 Uji keketatan sambungan seat katup Uji keketatan sambungan seat katup dilakukan untuk memeriksa seberapa ketatnya sambungan antara seat katup dan komponen katup itu sendiri. Bentuk struktur katup pengatur menentukan tingkat kekedapan antara elemen katup dan dudukan katupnya. Pemeriksaan kebocoran dilakukan dengan memeriksa jumlah cairan yang bocor dari permukaan katup, ketika katup pengatur dalam kondisi tertutup sepenuhnya. Dengan kata lain, dalam kondisi eksperimen yang ditentukan, cairan diuji untuk melewati katup yang berada dalam kondisi tertutup, dan jumlah cairan yang bocor diukur ； Media yang digunakan ditentukan berdasarkan prosedur pengujian; umumnya digunakan air bersih, sedangkan untuk katup pemutus digunakan udara. Tabel 1 Daftar tekanan uji kekuatan katup yang umum digunakan di dalam dan luar negeri
Bagian dalam negeri | Bagian luar negeri
Tekanan nominal (MPa) | Tekanan uji (MPa) | Waktu uji (menit) | Tekanan nominal (MPa) | Tekanan uji (MPa) | Waktu uji (menit)
PG1.6 | 2.5 | 315 | 210
PG4.0 | 6.0 | 330 | 510
PG6.4 | 10 | 3600 | 1010

Untuk memahami metode perhitungan kebocoran pada katup pengatur, perlu untuk mengetahui koefisien aliran. Perlu pula dipahami perbedaan definisi dan cara penyajiannya di dalam dan luar negeri, serta hubungan di antara keduanya. Simbol koefisien laju aliran katup pengatur di dalam negeri adalah C dan Kv. Simbol-simbol ini digunakan untuk menyatakan nilai tersebut dalam sistem satuan teknik (sistem MKS) dan sistem satuan internasional (sistem SI). Secara definisi, pada kondisi katup pengatur dalam keadaan terbuka penuh: C merupakan volume air dengan suhu 5–40°C yang mengalir melalui katup pengatur dalam waktu 1 jam, dengan tekanan 1 kg/cm². Kv – Jumlah air dengan suhu 5–40°C yang mengalir melalui katup pengatur dalam waktu 1 jam, pada tekanan 105 Pa, dinyatakan dalam satuan m3. Di negara-negara asing, umumnya digunakan satuan sistem Inggris. Simbol yang digunakan adalah Cv. Nilai Cv mencerminkan jumlah galon Amerika per menit yang mengalir melalui katup pengatur, pada kondisi katup dalam keadaan terbuka penuh: air dengan suhu 60°F (15,61°C), pada tekanan 1 lb/in² (7 kPa). Hubungan antara ketiganya adalah: Cv=1,17C dan Kv=1,01C. Selain itu, perusahaan Fisher menggunakan Cg dan Cs untuk mewakili koefisien laju aliran gas dan uap secara terpisah. Berikut adalah perbandingan tingkat kebocoran katup pengatur menurut standar industri perusahaan petrokimia SH3521-1999 dan standar Amerika ANSI B16.104-1976: Tabel 2. Perbandingan Tingkat Kebocoran Katup Pengatur. Tingkat kebocoran, media uji, prosedur pengujian, maksimum volume kebocoran di bagian seat katup (L/h): SH3521-1999, ANSI B16.104; SH3521-1999, ANSI B16.104; SH3521-1999, ANSI B16.104; SH3521-1999, ANSI B16.104. Tingkat kebocoran II: air atau gas, air atau udara, AA, 0,5% C, 0,5% Cv. Tingkat kebocoran III: air atau gas, air atau udara, BA, 0,1% C, 0,1% Cv. Tingkat kebocoran IV: air atau gas, air atau udara, AA, 0,01% C, 0,01% Cv. Tingkat kebocoran V: air, BB, 1,8×10^-7×D×ΔP (D = diameter seat katup, dalam mm; ΔP = perbedaan tekanan sebelum dan sesudah katup, dalam kPa). Tingkat kebocoran VI: gas, udara atau nitrogen, AC. Nilai C dan Cv dihitung berdasarkan “kapasitas nominal”. Nilai ini berbeda dengan koefisien aliran dan kemampuan aliran yang telah dibahas sebelumnya. Nilai ini merupakan laju aliran saat katup dalam kondisi terbuka penuh, pada perbedaan tekanan tertentu. Laju aliran ini tidak berbanding lurus dengan perbedaan tekanan tersebut. Rumus perhitungan laju kebocoran pada katup pengatur yang telah disederhanakan adalah sebagai berikut:
(1) Jika media uji berupa air biasa, maka Q = Cv × (∆p)¹/² × 1,4245 × tingkat kebocoran yang diperbolehkan.
(2) Jika media uji berupa udara, maka ketika ∆P ≥ P₁/₂, Q = Cv × P₁ × 2,424456 × tingkat kebocoran yang diperbolehkan. Sedangkan ketika ∆P < P₁/₂, Q = Cv × ∆P × (P₁ + P₂)¹/² × 2,79445 × tingkat kebocoran yang diperbolehkan.
(3) Jika media uji berupa nitrogen, maka ketika ∆P ≥ P₁/₂, Q = Cv × P₁ × 2,446166 × tingkat kebocoran yang diperbolehkan