PENGENALAN ALAT SAMBUNG, STOP COCK, DAN GATE VALVE

Tinjauan Umum Sistem Perpipaan

Kamus mendefinisikan pipa sebagai cubing panjang dari tanah liat,

konkret, metal, kayu, dan seterusnya, untuk mengalirkan air, gas, minyak dan

cairan-cairan lain. Pipa yang dimaksud bukan berarti hanya pipa, tetapi fitting-

fitting, katup-katup dan komponen-komponen lainnya yang merupakan

system perpipaan. Pipa dan komponen yang dimaksudkan disini adalah

meliputi (Raswari, 1986) :

1. Pipa-pipa (pipes)

2. Jenis-jenis flens (flanges)

3. Jenis-jenis katup (valves)

4. Jenis-jenis alat penyambung (fittings)

5. Jenis-jenis alat-alat sambungan cubing

6. Jenis-jenis alat sambungan cabang o’let

7. Bagian khusus (special item)

8. Jenis-jenis gasket

9. Jenis-jenis baut (boltings)

Material-material pipa dibagi dua kelas dasar, metal dan nonmetal.

Nonmetal pipa seperti kaca, keramik, plastik dan seterusnya. Pipa metal

pun dibagi menjadi dua kelas, besi dan bukan besi. Material besi terdiri dari besi

yang umum digunakan pada pipa proses. Besi metal adalah baja karbon, besi

tahan karat, baja krome, besi tuang dan seterusnya. Sedang pipa metal bukan

besi termasuk aluminium

1. Sambungan Pada Pipa

Ada berbagai macam faktor yang mempengaruhi hilangnya energi di

dalam pipa Jenis-jenis sambungan ikut mempengaruhi hilangnya energi pada

pipa. Dengan adanya sambungan dapat menghambat aliran normal dan

menyebabkan gesekan tambahan. Pada pipa yang pendek dan mempunyai

banyak sambungan, fluida yang mengalir di dalamnya akan mengalami banyak

kehilangan energi.

Dalam sistem pipa salah satu konstruksinya adalah menggunakan sambungan

yang berfungsi untuk membelokan arah aliran fluida ke suatu tempat tertentu.

Salah satu efek yang muncul pada aliran ketika melewati suatu

sambungan yang berkaitan dengan pola aliran adalah adanya ketidakstabilan

aliran atau fluktuasi aliran. Fluktuasi aliran yang terjadi terus menerus pada

belokan pipa akan memberikan beban impak secara acak pada

sambungan tersebut. Akibat pembeban impak secara acak yang berlangsung

terus menerus bisa menyebakan getaran pada pipa.

Pada sambungan pipa bekerja gaya yang disebabkan oleh aliran zat cair

yang berbelok, disamping berat pipa dan isinya.

2. Cara Penyambungan Pipa

Penyambungan tersebut dapat dilakukan dengan :

a. Pengelasan

Jenis pengelasan yang dilakukan adalah tergantung pada jenis pipa dan

penggunaannya, misalnya pengelasan untuk bahan stainless steel menggunakan

las busur gas wolfram, dan untuk pipa baja karbon digunakan las metal.

b. Ulir (threaded)

Penyambungan ini digunakan pada pipa yang bertekanan tidak terlalu

tinggi. Kebocoran pada sambungan ini dapat dicegah dengan menggunakan

gasket tape pipe. Umumnya pipa dengan sambungan ulir digunakan pada pipa

dua inci ke bawah.

c. Menggunakan Flens (flange)

Kedua ujung pipa yang akan disambung dipasang flens kemudian diikat

dengan baut.

a. Alat Sambung

   Untuk membuat suatu instalasi pasti kita membutuhkan banyak pipa, karena

keterbatasan panjang, dan bentuk pipa yang dijual di pasaran dan diproduksi dari

pabrik, maka dalam pekerjaan suatu instalasi kita tak terlepas dari penyambungan-

penyambungan pipa. Adapun macam-macam alat sambung tersebut adalah

sebagai berikut :

1. Socket

o Digunakan untuk memperpanjang pipa (menyambung pipa lurus)

o Diameter pipa yang disambung sama dengan penyambungan

o Memakai ulir dalam

2. Elbow Galvanis

o Digunakan untuk membelokkan aliran

o Menggunakan ulir dalam

3. Elbow PVC

o Digunakan untuk membelokkan aliran

4. Bend

o Digunakan untuk membelokkan arah aliran beradius besar

o Menggunakan ulir dalam F dan M

5. Tee Stuck

o Digunakan untuk membagi aliran menjadi dua arah

6. Reducer Elbow

o Digunakan untuk memperkecil aliran yang dibelokkan tanpa

mengurangi kecepatan

7. Reducer Socket

o Digunakan untuk memperkecil aliran

8. Cross

o Digunakan untuk membagi aliran menjadi 3 arah

9. Barrel Union

o Digunakan untuk menyambung pipa permanent ( mati ) yang terdiri

dari 3 bagian

10. Dop ( F )

o Digunakan untuk menutup aliran pada ujung pipa

11. Plug

o Digunakan untuk menutup pipa pada sambungan

12. Stop Kran ( Gate Valve )

o Digunakan untuk mengatur aliran yang masuk dalam gedung

o Dipasang sebelum meteran

o Dapat menutup /  menghentikan aliran pada saat perbaikan

13. Kran                                          

o Digunakan untuk penutupan atau pengeluaran air pada tempat

tertentu

14. Bushis

o Digunakan untuk menyambung 2 buah pipa yang berlainan ukuran

diameternya

o Mempunyai ulir luar pada sisi luar dan ulir dalam pada sisi dalam

15. Hexakonal Nipple

o Digunakan untuk mengencangkan sambungann pipa, bentuk

sambungan ini segi enam, ditengah alat ini digunakan untuk

mengencangkan sambungan dengan bantuan kunci pipa.

16. Meteran Kran                 

o Digunakan untuk melihat banyaknya debit air yang dipakai.

3. Valve

Sistem instalasi pipa biasanya terdiri dari banyak sekali valve dengan ukuran dan bentuk yang beragam. Beberapa jenis valve sangat cocok untuk membuka dan menutup penuh aliran, ada valve yang cocok untuk mengurangi tekanan dan laju aliran fluida, ada pula valve yang berfungsi mengatur agar aliran fluida cair terjadi pada satu arah saja. Berikut beberapa jenis valve yang paling sering digunakan :

1. Gate ValveGate Valve adalah valve yang paling sering dipakai pada sistem

perpipaan. Fungsinya untuk membuka dan menutup aliran (on-off), tetapi tidak untuk mengatur besar kecil aliran (throttling). Kelebihan Gate Valve, minimnya halangan/ resistan saat valve ini dibuka penuh, sehingga aliran bisa maksimal. Gate Valve mengontrol aliran melalui badan valve yang berbentuk pipa, dengan sebuah lempengan atau baji vertikal (lihat gambar dibawah ini) yang bisa bergeser naik turun saat handel valve diputar. Valve ini didesain untuk posisi terbuka penuh, atau tertutup penuh. Jika valve ini dalam keadaan setengah terbuka, maka akan menyebabkan pengikisan pada badan valve, dan turbulensi aliran zat bisa menyebabkan getaran pada baji valve sehingga menghasilkan suara gemeretak.

2. Globe Valve

Globe Valve biasanya digunakan pada situasi dimana pengaturan besar kecil aliran (throttling) diperlukan. Dengan mudah memutar handel valve, besarnya aliran zat yang melewati valve bisa diatur. Dudukan valve yang sejajar dengan aliran, membuat globe valve efisien ketika mengatur besar kecilnya aliran dengan minimum erosi piringan dan dudukan. Namun demikian tahanan didalam valve cukup besar. Desain Globe Valve yang sedemikian rupa, memaksa adanya perubahan arah aliran zat didalam valve, sehingga tekanan menurun drastis dan menyebabkan turbulensi di dalam valve itu sendiri. Dengan demikian, Globe Valve tidak disarankan diinstal pada sistem yang menghindari penurunan tekanan, dan sistem yang menghindari tahanan pada aliran.

3. Angle Valve

Sama seperti globe valve, angle valve juga digunakan pada situasi dimana pengaturan besar kecil aliran diperlukan (throttling). Namun angle

valve di buat dengan sudut 90°, hal ini untuk mengurangi pemakaian elbow 90° dan fitting tambahan.

4. Ball Valve

Ball Valve adalah alternatif murah dari jenis valve-valve yang lain. Ball valve menggunakan bola logam yang tengahnya ada lubang tembus, diapit oleh dudukan valve untuk mengontrol aliran. Sering dipakai pada proses hydrocarbon, ball valve mampu mengatur besar kecil aliran gas dan uap terutama untuk tekanan rendah. Valve ini dapat dengan cepat ditutup dan cukup kedap untuk menahan fluida/ zat cair. Ball valve tidak menggunakan handwheel, tetapi menggunakan ankle untuk membuka atau menutup valve dengan sudut 90°. Disainnya yang simpel, meminimalkan turunnya tekanan pada saat valve dibuka penuh.

5. Butterfly Valve

Butterfly Valve memiliki bentuk yang unik jika dibandingkan dengan valve-valve yang lain. Butterfly menggunakan plat bundar atau wafer yang dioperasikan dengan ankel untuk posisi membuka penuh atau menutup penuh dengan sudut 90°. Wafer ini tetap berada ditengah aliran, dan dihubungkan ke ankel melalui shaft. Saat valve dalam keadaan tertutup, wafer tersebut tegak lurus dengan arah aliran, sehingga aliran terbendung, dan saat valve terbuka wafer sejajar/ segaris dengan aliran, sehingga zat dapat mengalir melalui valve.

Butterfly valve memiliki turbulensi dan penurunan tekanan (pressure drop) yang minimal. Valve ini bagus untuk pengoperasian on-off ataupun throttling, dan bagus untuk mengontrol aliran zat cair atau gas dalam jumlah yang besar. Namun demikian valve ini biasanya tidak memiliki kekedapan yang bagus, dan harus digunakan pada situasi/ sistem yang memiliki tekanan rendah (low-pressure).

6. Relief Valve

Relief valve memiliki fungsi yang sangat berbeda dari valve-valve yang lain. Valve ini didesain khusus untuk melepas tekanan berlebih yang ada di equipment dan sistem perpipaan. Untuk mencegah kerusakan pada equipment, dan lebih penting lagi cedera pada pekerja, relief valve dapat melepas kenaikan tekanan sebelum menjadi lebih ekstrim. Relief valve menggunakan pegas baja yang secara otomatis akan terbuka jika tekanan mencapai level yang tidak aman. Level tekanan pada valve ini bisa diatur,

sehingga bisa ditentukan pada level tekanan berapa valve ini akan terbuka. Ketika tekanan kembali normal, relief valve secara otomatis akan tertutup kembali.

7. Check Valve

Check Valve memiliki perbedaan yang signifikan dari Gate Valve dan Globe Valve. Valve ini di desain untuk mencegah aliran balik. Ada beberapa jenis check valve, tapi ada 2 jenis yang paling umum yaitu Swing Check dan Lift Check. Swing Check Valve biasanya dipasangkan dengan Gate Valve, sedangkan Lift Check Valve oleh beberapa pabrikan digunakan untuk menggantikan fungsi Ball Valve sebagai Ball Check Valve. Check Valve tidak menggunakan handel untuk mengatur aliran, tapi menggunakan gravitasi dan tekanan dari aliran fluida itu sendiri. Karena fungsinya yang dapat mencegah aliran balik (backflow) Check Valve sering digunakan sebagai pengaman dari sebuah equipment dalam sistem perpipaan.

Beberapa rule of thumb yang penting dalam penyusunan aliran pipa, antara lain:

1. Pipa-pipa harus sejajar dengan belokan-belokan tegak lurus pipa-pipa disusunsedemikian sehingga dapat dibuka bila perlu untuk mengganti pipa yang rusak

atau membersihkannya.2. Dalam sistem aliran gravitasi, pipa harus dibuat lebih besar daripada

seharusnyadan belokan dirancang sesedikit mungkin. Pengotoran saluran sangatmengganggu bila aliran berlangsung dengan gravitasi saja, karena tinggi tekanfluida tidak dapat ditambah untuk meningkatkan laju aliran saat pipa mengecilkarena fouling.

3. Kebocoran valve harus selalu diperhtungkan. Valve harus dipasang vertikaldengan batangnya ke atas. Valve harus mudah dicapai, dan didukung tanpamengalami regangan, dan diberi allowance untuk menampung ekspansi termal pipa di sebelahnya.

Contoh Pengamatan

No

Alat Sambung

Fungsi Gambar Analisa

1 Elbow 45°

digunakan untuk membelokkan aliran

Adanya pembelokan selama penelitian, yaitu 4 (empat)pembelokansebesar 90 setelah melalui kran penelitian elbow 90 serta 2 (dua) kalipembelokan sebesar 45 setelah melalui kran penelitian. Adanya pembelokan baik sebelum dan sesudah penelitian ini bisa mempengaruhi kecepatan aliran dimanakecepatan ini erat kaitannya dengan kehilangan energi

Elbow 90°

digunakan untuk membelokkan aliran

Pada penelitian Elbow 90 ini kehilangan energi yang terjadi lebih besar dibandingkan dengan penelitian Elbow 45 dimana perubahan sudut yang

dapatmenimbulkan benturan aliran pada pipa. Selisih kehilangan energi pada penelitianantara praktik dengan analisis teori terjadi karena adanya perbedaan nilaikoefisien kehilangan energi, dimana nilai koefisien kehilangan energi yangdipakai sebagai analisis berbeda dengan nilai koefisien energi hasil penelitian.

2 Reducing Elbow

digunakan untuk memperkecil arah aliran yang di belokkan

Ketika fluida masuk dan arah aliran mengatur dalam pembelokkan dengan memperkecil dan mempermudah aliran fluida masok maupun keluar.

3 Side outlet Elbow

digunakan untuk membagi arah aliran pada belokkan

Arah aliran fluida yang tidak sama akan terbagi pada saat melewati berbagai jalur yang membagi rata.

4 Bend di gunakan

untuk

membelokka

n arah aliran

yang beradius

besar

Dalam kegunaannya yang memebelokkan sebuah aliran pada pipa,bend sangat sulit di analisan karen pada permukaan yang telah mengalami pembelokkan yang membuat aliran terus membelok.

5 Tee di gunakan untuk membagi aliran menjadi dua bagian

Fluida yang di alirkan pada saat proses akan mengalami pemisahan yang membuat fluida itu berjalan pada masing-masing arah aliran fluida

yang sudah terdapat pada lekukan siku pada pipa tee tersebut.

6 Cross di gunakan untuk membagi aliran menjadi tiga bagian

pipa konsentris akan mengubah profil kecepatan fluida. Luas yang lebih kecil memiliki tingkat aliran tinggi dan daerah yang lebih besar memiliki laju aliran rendah.

7 Side outlet Tee

di gunakan untuk membagi aliran menjadi empat bagian

secara khusus dirancang untuk membuat pipa bebas korosi dan karat. pengelasan tidak diperlukan dan struktur pipa dengan mudah dikonfigurasi ulang jika pada kali desain pipa yang harus diubah.

8 socklet di gunakan untuk penyambung pipa lurus

memiliki kelebihan dalam hal penyambungan dan pelurusan yang lebih mudah, terutama untuk ukuran kecil. Tetapi, adanya sisa jarak 1/16 in antara pertemuan ujung pipa dan fittings, valve, atau flange dapat menyebabkan kantung cairan.

9 Cap/Dop

di gunakan

untuk

menutup arah

aliran

Maka dop akan sempat sulit menutup arah aliran karena medannya yang sulit dan merupakan titik tekanan air yang tertinggi.

10 Barrel Union

di gunakan untuk bagian pipa mati

jika ada suatu instalasi rusak, maka tidak membongkar semua instalasi, hanya pada instalasi rusak yang dibatasi oleh barel union

11 Plain Nipple

sebagai penghubung / sambungan pada posisi ujung

aliran panas dan dingin harus diperhatikan fleksibilitasnya, begitu pula kedudukan-kedudukan penyangga haruslah baik dan dapat

mengatasi getaran-getaran yg diakibatkan motor pipa serta aliran.

12 Flange Sebagai penyambung maupun pengunci pada ujung pipa

Sambungan yang paling sempurna jika dilihat dari sisi pencegahan bocor dan ketahanan akan tekanan fluida yang mengalir adalah menyambung langsung dengan las. Tetapi dengan las membuat sambungan itu bersifat permanen, yang bukan merupakan hal baik jika sambungan itu butuh dilepas untuk perawatan atau perbaikan. Las juga tidak bisa diaplikasikan jika ada bagian dalam yang tidak tahan akan suhu tinggi yang dihasilkan proses las.

13 locnut Sebagai pengunci ujung pipa yang sama seperti baut

Pada saat pemasangan locnut harus terpasang dengan kencang karena banyak pengaruh yang di sebabkan apabila tidak terpasang dengan kencang,pada saat pengaliran maupun masuk fluida akan menimbulkan banyak hal yang berbahaya.

14 Fitting flering joint

untuk

keperluan

penyambunga

n pipa

tembaga.

Jika fluida gas yang mengalir pada pipa horizontal, eccentric reducer dengan bagian datar dibagian atas merupakan desain yang baik. Keduanya adalah untuk mencegah terakumulasinya fluida yang dapat membuat korosi lebih cepat.

No Valve Fungsi Gambar Analisa 1 Gate

valvevalve digunakan untuk membuka dan menutup aliran dan tidak digunakan untuk tekanan tinggi serta memberikan pressure drop yg lebih rendah.

Selain itu Gate valves juga dapat untuk mengontrol tekanan dan debit aliran. Relative lebih murah daripada Globe valve. Disebut gate karena ada kayak gerbang yg naik turun

2 Globe valve

Hanya digunakan sbg stop valve, biasanya digunakan untuk tekanan yg sangat tinggi.

Buka tutup katup dilakukan dengan memutar roda engkol (untuk tipe manual).Globe valve dengan ukuran lebih besar dari 6†sebaiknya� tidak dipakai, kecuali untuk kondisi tertentu yang spesial.

3 Plug cock

Di gunakan sebagai penutup pengeluaran

Untuk suhu di bawah 250°C,katup sumbat (plug cock) yang terbuat dari logam banyak di gunakan dalam sistem pipa pengolahan kimia.

4 Stop cock

Di gunakan untuk mengatur aliran fluida searah dan menghentikan.

katup itu dapat di ubah dari posisi terbuka penuh ke posisi tertutup mati dengan memutar batang seperempat putaran. Pada posisi terbuka penuh,saluran di dalam katup itu bisa sebesar penampang dalam pipa itu sendiri,dan penurunan tekanan

kecil sekali.5 Ball

valvedi gunakan untuk mengendalikan aliran.

Ball valve tidak boleh digunakan untuk keperluan regulasi/throttling. Ball valve yang mengalirkan fluida/hidrokarbon yang mudah terbakar

6 Check valve

Katup yang di gunakan untuk aliran yang hanya berlangsung satu arah/searah.

Check valve tidak boleh dipasang pada aliran turun vertikal. Pada aliran yang pulsatif , check valve jenis piston sebaiknya digunakan. Pada masa sekarang, check valve jenis wafer semakin banyak digunakan mengingat dimensinya yang kecil, dan ringan dibandingkan jenis swing.

7 Butterfly valve

Hanya digunakan sebagai stop valve untuk tekanan rendah saja

Butterfly valve tidak boleh digunakan pada produk hidrokarbon dan hanya digunakan untuk kelas di bawah ANSI 150, kecuali kondisi penutupan yang sempurna tidak diperlukan.

8 Safety valve

safety valve digunakan untuk mencegah terjadinya overpressure pada sisterm proses dan piping dan mencegah terjadinya

Jenis khusus dari pressure relief device adalah menggunakan rupture disk. Disk didesain akan hancur dengan sendirinya pada tekanan tertentu yang sudah ditetapkan

(erusakan pada peralatan dan piping.

sebelumnya. Valve jenis ini memiliki sangat menguntungkan jika harus segera melepaskan sejumlah besar gas atau liquid clalam waktu yang singkat.biasanya safety valve ini bisa diatur seberapa batasan tekanan yang dapat terjadi (disesuaikan dengan keinginan).

9 Needle valve (katup jarum)

digunakan untuk instrument, gage, dan meter line service.

Valve ini dapat digunakan untuk throttling dengan sangat akurat dan juga dapat digunakan pada tekanan dan/atau temperatur tinggi.

10 Diafragma valve

Fungsi untuk membuka & menutup dengan diaphragma.

Valve ini sangat baik untuk flow control dan penutupan aliran yang sangat rapat, meskipun di dalam pipeline terkandung suspended solid, Valve ini dapat digunakan untuk berbagai aplikasi secaraluar biasa (extraordinarily) karena fleksibilitas pemasangan dan banyak pilihan material untuk body lining, dan diaphragm. Diaphragm valve biasanya digunakan di berbagai industri untuk mengatasi

masalah korosi, abrasi, kontamina penyumbatan, kebocoran, dan valve maintenance. Valve ini cocok untuk fluida korosif, viscous materials, vibrous slurries, sludges, solids in suspension, minuman makanan semifluida, air, gas, dan udara bertekanan. Untuk aplikasi pada fluida yang korosif, diaphragm valve terbuat dari stainless steel atau plastik PVC, atau dilapis dengan glass, rubber, lead, plastik, titanium, dll.

11 Plug Valve

Di gunakan untuk membuka atau menutup penuh.

Untuk suhu di bawah 250°C,katup sumbat (plug cock) yang terbuat dari logam banyak di gunakan dalam sistem pipa pengolahan kimia

12 Pneumatik valve

Sebagai pengatur dan pengendali aliran fluida.

menerima signal pneumatic 3 - 15 psi untuk kemudian dirubah ke tekanan kerja untuk membuka/menutup Control Valve.