Valve atau katup merupakan salah satu komponen penting dalam suatu sistem perpipaan. Komponen satu ini adalah komponen yang mampu mengontrol media aliran dalam pipa agar berfungsi dengan baik.
Contoh penerapan katup atau mungkin Anda kenal juga dengan klep ini bisa dilihat pada pipa air dan kompor di rumah. Namun tahukah Anda fungsi dan jenis-jenis katup ini ternyata cukup banyak?
Apa Itu Valve?
Pengertian katup atau valve merupakan komponen yang dipasang dalam sistem perpipaan untuk mengatur, mengarahkan dan mengendalikan media aliran (cairan, gas, padatan terfluidisasi) dengan cara membuka, menutup atau menghambat sebagian lubang alirannya.
Mekanisme katup yang membuka dan menutup ini dapat mempengaruhi aliran dan tekanan fluida yang ada di dalam pipa.
Untuk membuka dan menutup katup dapat dilakukan secara manual menggunakan tuas pedal, pegangan dan sejenisnya.
Beberapa macam valve juga ada yang dioperasikan secara otomatis dengan menerapkan prinsip perubahan suhu, tekanan dan lain-lain.
Perubahan-perubahan tersebut dapat mempengaruhi diafragma atau pegas sehingga secara otomatis katup akan membuka atau menutup.
Fungsi Valve Pada Sistem Perpipaan
Katup adalah komponen pada sistem perpipaan yang dapat mengatur besar kecilnya aliran dengan menggunakan sistem buka tutup. Ada beberapa fungsi penting dari penggunaan katup atau klep ini.
Mengatur Aliran Dan Tekanan
Mengatur besarnya aliran dan tekanan dalam sistem perpipaan merupakan fungsi utama dari katup. Caranya dengan menggunakan suatu hambatan pada aliran pipa.
Bahkan beberapa jenis katup dapat menyesuaikan bukaan dan penutup secara otomatis untuk mempertahankan aliran dan tekanan sesuai yang dibutuhkan.
Menghentikan Dan Mengalirkan Fluida
Penggunaan katup memungkinkan aliran fluida untuk lewat atau berhenti dan dapat dikontrol dengan lebih mudah. Fungsi dari valve dapat meningkatkan efisiensi dengan mengatur aliran tersebut.
Misalnya pada pipa air di rumah, Anda bisa membuka atau menutup katup sesuai kebutuhan penggunaan.
Mencegah Kebocoran
Katup pada pipa juga berperan penting untuk mencegah kebocoran, menjaga tekanan dan mengontrol kecepatan aliran. Komponen ini dapat membuka dan menutup aliran berdasarkan status valve.
Meningkatkan Keamanan
Katup memiliki fungsi untuk melindungi sistem perpipaan dari tekanan berlebih. Proteksi sistem perpipaan juga lebih terjaga dengan fungsi valve yang dapat melakukan vacuum atau menghilangkan tekanan.
Jenis Valve yang Paling Umum Digunakan
Berdasarkan cara kerja dan pengoperasian katup, alat ini dapat diklasifikasikan dalam beberapa jenis. Berikut jenis valve yang paling umum dan aplikasinya.
Globe Valve
Pertama ada globe valve yaitu jenis katup yang digunakan untuk menutup aliran dengan rapat. Mekanisme katup ini bekerja dengan gerakan tegak lurus disk untuk memastikan ruang antara disk dan cincin kursi ditutup.
Besarnya aliran dalam pipa dapat diatur dengan menggunakan handle atau pegangan pada katup. Pada aliran gas, sistem katup ini sangat penting untuk diaplikasikan karena kemampuannya untuk menutup aliran dengan rapat.
Namun untuk hambatan di dalamnya cukup besar. Jenis katup ini tidak disarankan dipasang pada sistem perpipaan yang menghindari tahanan pada aliran dan penurunan tekanan.
Melalui desain valve sedemikian rupa, katup dapat memaksa terjadinya perubahan arah aliran sehingga tekanan di dalam pipa dapat turun drastis.
Keuntungan menggunakan katup jenis ini adalah kemampuan untuk menutup rapat aliran yang lebih baik. Throttling atau kemampuan mengatur laju aliran juga cukup unggul.
Kekurangannya ada pada kebutuhan daya dan aktuator yang besar pada katup yang berukuran lebih besar. Biasanya untuk valve jenis globe ini tersedia dalam tiga varian body yaitu T-Body, Angle Body dan Y-Body.
Y globe valve merupakan tipe katup yang cocok untuk sistem perpipaan dengan high pressure drop.
Sementara itu untuk bagian disc dari katup ini memiliki bentuk yang bermacam-macam juga. Mulai dari plug disc, flat disc, regulating disc, guide disc dan soft seat disc.
Gate Valve
Jenis katup yang paling umum dan sering dijumpai dalam sistem perpipaan berikutnya adalah gate valve. Cara kerjanya dengan mengangkat gerbang (gate) penutup yang berbentuk bulat atau ada juga yang berbentuk persegi panjang.
Alat ini umumnya digunakan pada sistem perpipaan yang berfungsi untuk membuka dan menutup laju aliran. Tidak disarankan dipasang pada perpipaan yang membutuhkan pengaturan debit aliran.
Pasalnya kemampuan katup kurang akurat dalam mengontrol besar kecilnya aliran karena katup ini harus benar-benar terbuka penuh (fully open) atau benar-benar tertutup rapat (fully close).
Apabila posisi gate setengah tertutup atau setengah terbuka, maka dapat terjadi turbulensi aliran dalam pipa. Turbulensi aliran bisa menyebabkan erosi atau pengikisan sudut-sudut gate dan lama kelamaan akan mengubah posisi dudukan gate penutupnya.
Namun untuk sistem perpipaan yang bebas kontaminasi, valve ini bisa jadi pilihan yang tepat. Gate yang dapat menutup rapat sehingga cocok juga untuk sistem pipa yang membutuhkan perbaikan.
Katup dapat ditutup untuk menghentikan aliran air atau gas sementara hingga kerusakan selesai diperbaiki. Setidaknya terdapat tiga tipe katup yang bisa Anda gunakan, antara lain;
Rising Steam Gate Valve
Saat mengoperasikan katup ini, handwheel naik yang akan diikuti juga dengan bagian stem yang naik.
Non Rising Stem Gate Valve
Jika katup dioperasikan, maka handwheel akan tetap. Begitu juga dengan stem yang tetap seperti handwheel. Dapat diaplikasikan untuk sistem perpipaan dengan low pressure dan tidak terlalu banyak getaran.
Outside Screw and Yoke Gate Valve
Ketika dioperasikan handwheel tetap sedangkan bagian stem yang akan naik. Cocok digunakan pada jalur perpipaan dengan tekanan yang sangat tinggi (high pressure).
Butterfly Valve
Selanjutnya ada butterfly valve yang merupakan jenis katup serbaguna tetapi paling sederhana. Dengan mekanisme seperempat putaran, pengoperasian katup dapat dilakukan dengan lebih mudah dan cepat.
Katup ini termasuk unik dibandingkan jenis katup-katup lainnya. Pergerakan katup lebih mudah dan tidak membutuhkan torsi yang tinggi.
Kurangnya gesekan membuat katup ini lebih minim risiko mengalami keausan. Keuntungan menggunakan valve model butterfly adalah ukurannya yang lebih ringkas.
Selain itu penggunaan aktuator besar juga tidak terlalu diperlukan. Instalasi katup juga relatif mudah karena desain dari katup ini cukup kompak seperti cakram logam.
Bentuk dari katup yang lebih ringkas membuat alat ini sangat ideal pada ruang yang sempit. Fungsi butterfly valve dapat dimanfaatkan untuk kebutuhan throttling dan on-off aliran perpipaan. Hanya saja katup ini memiliki kekurangan pada tingkat kekedapan yang tidak terlalu bagus.
Check Valve
Check Valve disebut juga sebagai katup satu arah karena fungsi dari alat ini adalah mengalirkan fluida ke satu arah dan menghentikan aliran ke arah sebaliknya.
Sistem kerja katup tersebut kerap dimanfaatkan untuk sistem uap. Jenis katup ini masih dapat dikategorikan menjadi beberapa tipe, antara lain;
Swing Check Valve
Salah satu tipe katup yang populer adalah swing check valve. Jenis katup periksa dengan penutup yang dapat berayun di sekitar poros (hinge pin). Ketika ada aliran ke arah depan atau forward flow, maka cakram penutup akan berayun membuka aliran.
Sedangkan pada saat terjadi reverse flow atau aliran ke arah sebaliknya, maka cakram Swing Check Valve akan terdorong dan menutup aliran dengan rapat.
Lift Check Valve
Jenis katup angkat periksa ini bekerja menggunakan prinsip gravitasi. Piringan akan terangkat dari dudukan dengan melawan gaya gravitasi ketika ada aliran fluida yang datang ke arah depan (forward flow.
Sebaliknya saat ada fluida yang datang ke arah berlawanan (reverse flow), maka cakram akan tetap di dudukan menjaga piringan katup tetap tertutup.
Pada umumnya aplikasi valve seperti ini banyak diterapkan pada sistem fluida gas sebab tingkat kebocoran yang kecil.
Keuntungan menggunakan katup angkat adalah desain yang lebih sederhana sehingga hanya membutuhkan sedikit pemeliharaan.
Kekurangan lift check valve ada pada kemampuan katup yang lebih cocok untuk pipa dengan diameter besar dengan posisi horizontal.
Backwater Check Valve
Jenis backwater valve umumnya digunakan untuk sistem perpipaan air bawah tanah. Fungsinya untuk mencegah aliran air balik dari arah berlawanan saat terjadi banjir.
Diaphragm Check Valve
Diaphragm valve merupakan jenis katup yang menggunakan desain diafragma untuk mengatur aliran (throttling) hanya ke arah depan. Diafragma akan tertutup ketika ada aliran datang ke arah yang berlawanan.
Valve dengan desain diafragma memiliki kemampuan yang bisa diandalkan untuk menangani aliran dengan material kasar. Misalnya cairan yang mengandung pasir, lumpur, semen, hingga material fluida yang korosif.
Ball Valve
Selanjutnya adalah ball valve yaitu katup dengan penutup berupa sumbat bulat dan lubang tembus. Ketika katup terbuka, lubang tembus tersebut akan sejajar dengan arah media aliran sehingga fluida dapat melewati katup dan mengalir.
Saat katup tertutup, maka posisi lubang tembus menjadi tegak lurus dengan arah media aliran. Fluida pun akan terhenti dan tidak bisa mengalir.
Tempat dudukan biasanya berbentuk melingkar dengan bahan lembut yang dapat menutup aliran dengan rapat. Valve bola sebagian besar diaplikasikan dalam sistem perpipaan uap, minyak, air, gas, udara dan fluida yang bersifat korosif.
Namun tidak disarankan untuk aliran fluida yang berserat dan abrasif karena dapat menyumbat lubang tembus dan merusak permukaan dudukannya. Terdapat dua tipe katup bola, yaitu;
Full Bore Ball Velve
Tipe pertama ini memiliki diameter lubang tembus atau lubang bola dengan diameter yang sama besar dengan pipa. Kebanyakan digunakan untuk pipeline, piggable line, blow down, production manifold dan lain-lain.
Reduced Bore Ball Velve
Valve bola ini memiliki diameter lubang yang berbeda atau lebih kecil dari ukuran pipa. Pada pipa dengan diameter 4 inci misalnya yang dapat menggunakan katup dengan diameter bola 3 inci.
Katup berbentuk piringan bola ini memiliki ukuran yang lebih ringkas dan tidak terlalu berat jika dibandingkan jenis katup lainnya. Anda dapat membuka katup dengan mudah dan menjaga aliran agar tidak mudah terkontaminasi.
Pinch Valve
Pinch valve merupakan jenis katup yang cocok digunakan untuk menangani bubur atau fluida berlumpur. Katup ini terdiri dari tabung plastik yang terbuat dari elastomer yang sudah diperkuat. Oleh sebab itu, Anda juga bisa menggunakan katup untuk cairan yang bersifat korosif.
Cairan atau fluida yang dibawa pada aliran katup ini sebenarnya tidak berhubungan langsung dengan mekanisme katup. Jadi valve ini cocok untuk aplikasi perpipaan yang membutuhkan standar food grade.
Plug / Cock Valve
Kemudian untuk plug valve mirip seperti katup bola yang menggunakan seperempat putaran.
Namun plug atau cock katup ini memiliki sumbatan yang biasanya berbentuk kerucut atau silinder. Anda dapat menggunakannya untuk buka tutup penuh (on-off control) maupun mengontrol aliran.
Lubang tembus pada katup ini akan tetap sejajar dengan aliran ketika posisi katup dalam keadaan terbuka. Jika Anda memutar sumbatan 90 derajat, katup akan tertutup dengan lubang tembus menjadi tegak lurus dengan aliran.
Di dalam badan valve ini tidak memiliki ruang kosong sehingga dapat digunakan untuk fluida berat atau padatan seperti bubur, lumpur dan lain-lain. Katup jenis plug masih dibagi lagi menjadi beberapa tipe, yaitu;
Three Way Plug Valve
Memiliki tiga port atau sambungan dengan satu bagian untuk inlet dan dua sisanya sebagai outlet. Katup model ini dapat digunakan untuk mengatur arah aliran sesuai yang Anda kehendaki.
Four Way Plug Valve
Terdapat empat sambungan dan biasanya digunakan untuk cooling water. Katup ini memungkinkan cairan pendingin dapat dibalikan dengan mudah untuk membersihkan heat exchanger dari endapan, lumpur, maupun kotoran padat lainnya.
Safety / Pressure Relief Valve
Fungsi dari safety valve cukup berbeda dari jenis katup-katup lainnya. Penggunaan valve seperti ini biasanya dikhususkan untuk menghilangkan tekanan berlebih pada sistem perpipaan.
Fungsi katup safety adalah mencegah tekanan pada pipa sebelum menjadi lebih kuat. Dengan fungsi tersebut, maka Anda dapat mencegah kerusakan peralatan dan sistem perpipaan serta menghindarkan para pekerja dari risiko cedera.
Memiliki pegas baja yang akan terbuka secara otomatis jika terindikasi adanya tekanan yang sudah tidak aman. Anda dapat mengatur level tekanan sampai mana batasnya hingga katup perlu dibuka.
Relief katup akan kembali tertutup saat tekanan dalam pipa sudah kembali normal. Katup pengaman adalah salah satu komponen wajib dalam standar keamanan perpipaan. Terutama untuk sistem perpipaan gas dan air bertekanan tinggi.
Pressure Reducing Valve
Jenis katup yang berfungsi untuk menurunkan tekanan dikenal dengan sebutan pressure reducing valve. Penggunaan katup ini diperlukan untuk menjaga tekanan di dalam sistem perpipaan agar tetap konstan.
PRV banyak dibutuhkan pada instalasi pipa besar seperti yang ada di gedung-gedung bertingkat. Katup atau valve dengan kemampuan seperti ini penting untuk mengamankan sistem perpipaan yang memiliki tekanan air cukup besar.
Perlu diketahui bahwa semakin tinggi gedung atau bangunan, tekanan air terutama pada pipa yang ada di lantai dasar akan semakin besar. Oleh sebab itu, dibutuhkan PRV agar tekanan dalam pipa stabil dan merata di semua tingkatan gedung.
Traps Valve
Valve jenis perangkap atau trap memiliki fungsi untuk membuang kondensat dari uap yang ada di perpipaan steam tanpa adanya uap (steam) yang terbuang sia-sia. Jenis katup ini tersedia dalam tiga pilihan atau tipe seperti berikut.
Float Trap
Katup perangkat terapung bekerja dengan menggunakan prinsip perbedaan tekanan. Float trap memungkinkan kondensat dapat mengalir dari outlet trap ke arah pemulihan dan memastikan tidak mengalir ke arah sebaliknya.
Ini merupakan salah satu katup perangkat terbaik untuk perpipaan steam. Dikenal juga dengan sebutan mechanical trap steam.
Bucket Trap
Kemudian untuk tipe ember atau bucket trap ini sangat cocok digunakan pada pipa steam dengan tekanan yang tinggi. Biasanya digunakan untuk pipa industri migas, perairan dan proyek migas lainnya.
Inverted Bucket Trap
Tipe inverted trap bekerja berdasarkan perbedaan kepadatan antara uap dan kondensat. Katup dapat membuka dan menutup dengan lebih lembut sehingga meminimalkan risiko valve cepat aus.
Anda dapat menggunakan katup steam ini dengan ukuran yang disesuaikan berdasarkan kapasitas discharge aktual. Jadi, bukan diukur berdasarkan inlet dan outlet pipa.
Angle Valve
Jenis katup ini dirancang untuk dapat mengatur besar kecilnya aliran fluida. Seperti katup globe yang digunakan untuk throttling, namun katup angle ini menggunakan sudut 90 derajat.
Desain katup memanjang ke samping dari posisi pipa. Desain ini dapat menjadi fitting tambahan sekaligus mengurangi penggunaan elbow.
Klasifikasi Valve
Ada beberapa klasifikasi valve yang dapat dibedakan berdasarkan fungsi, jenis koneksi, cara buka tutup dan cara pengoperasiannya.
Berdasarkan Cara Pengoperasian Valve
Manual
Kategori yang pertama adalah valve yang dioperasikan secara manual. Komponen ini biasanya memiliki handwheel, chain, lever, atau gear wheel untuk mengontrol buka tutup katup.
Otomatis
Tipe berikutnya adalah katup dengan mekanisme kerja otomatis. Umumnya menggunakan prinsip tekanan yang akan secara otomatis membuka atau menutup piringan.
Berdasarkan Fungsinya
Isolation Valve
Tipe katup ini berfungsi memisahkan (isolation) aliran saat dibutuhkan. Jenis katup yang termasuk tipe ini antara lain gate, plug, ball, butterfly, pinch dan diaphragm.
Pressure and Vacuum Relief Valve
Fungsinya untuk menjaga sistem perpipaan dari tekanan berlebih dan kondisi kedap udara yang dapat merusak peralatan.
Control Valve
Salah satu tipe valve yang memiliki fungsi untuk mengatur aliran sesuai kategori yang dibutuhkan. Globe, plug, pinch, diaphragm dan butterfly tergolong tipe katup ini.
Non Return Valve
Kemudian ada tipe katup atau valve yang berfungsi untuk mencegah arah aliran berlawanan dari sistem yang sudah ada. Contohnya adalah katup jenis swing dan lift check.
Berdasarkan Jenis Koneksi (End-Connection)
Tread atau ulir
Salah satu model katup yang banyak dijumpai adalah ulir atau thread. Jika menggunakan Model katup ulir harus dengan bentuk yang sama jika ingin dihubungkan dalam sistem perpipaan.
Buttweld
Jenis koneksi pada valve adalah buttweld yang biasanya dipakai pada sistem perpipaan dengan temperatur dan tekanan sangat tinggi.
Flange
Sebagian besar valve yang dijumpai saat ini menggunakan jenis koneksi seperti flange.
Socket Weld
Tipe berikutnya adalah katup yang menggunakan koneksi socket weld. Cocok digunakan pada sistem perpipaan yang memiliki tekanan rendah.
Water and Lug End
Jenis koneksi water and lug end biasanya digunakan dalam ruang terbatas. Contohnya adalah jenis katup check dan butterfly.
Berdasarkan Cara Buka dan Tutup
Gerakan Linear
Terdapat tipe katup yang bekerja dengan gerakan linear untuk membuka tutup aliran. Bagian penutup katup ini biasanya berupa bahan yang fleksibel.
Pengoperasian buka tutup valve ini cenderung lebih lambat, tetapi benar-benar dapat menutup dengan sangat rapat.
Gerakan Memutar
Ada juga katup yang dibuka tutup dengan gerakan memutar atau rotary motion. Biasanya model ini memiliki poros atau engsel yang akan menahan disk pada dudukan.
Stem 90 derajat
Katup dengan perempat putaran umumnya dapat terbuka dan tertutup dengan lebih cepat dibanding gerakan linear.
Bagian-Bagian Valve
Setiap bagian yang ada pada alat ini memiliki peran masing-masing dalam mengontrol aliran maupun tekanan fluida. Berikut beberapa bagian valve yang perlu diketahui.
Badan Valve
Bagian ini terbuat dari logam atau plastik yang dapat menahan tekanan dan suhu dari fluida yang dialirkan. Bagian utama dari valve tersebut yang berisi cairan atau gas. Badan katup terdiri dari beberapa komponen seperti inlet dan outlet.
Bonnet
Di bagian atas katup terdapat bonnet yang menutupi batang katup. Bonnet adalah bagian yang memberikan jalur aliran ke dalam valve pipa.
Bonnet terpasang pada badan katup yang biasanya menggunakan baut sehingga mudah dibongkar pasang saat dibutuhkan perawatan atau maintenance.
Disc
Bagian dari katup pipa yang naik turun atau bergerak ke samping ini disebut dengan disc. Gerakan dari disc inilah yang berfungsi untuk mengontrol aliran fluida.
Bentuknya bisa bola, piringan datar, kerucut, atau silinder tergantung masing-masing jenis katup. Material penyusun bagian ini bisa menggunakan stainless steel, kuningan, atau aluminium yang tahan aus.
Trim
Trim menjadi salah satu bagian dari valve yang juga berhubungan langsung dengan fluida yang sedang dikendalikan. Komponen yang termasuk bagian trim meliputi cakram, kursi dan batang yang bertanggung jawab mengatur aliran.
Seat
Bagian yang disebut seat adalah permukaan yang menjadi tempat bagi cakram katup untuk menutup dan mengendalikan aliran. Bagian ini dibuat dari bahan yang cenderung lebih keras dibanding bahan cakram. Hal tersebut bertujuan untuk memastikan material kuat dalam menangani aliran fluida.
Misalnya menggunakan bahan stainless steel atau dari kuningan. Material seat yang kuat dibutuhkan agar katup tidak mudah terlepas dan rusak.
Stem
Stem merupakan bagian pada valve yang menghubungkan cakram dengan aktuator. Bagian ini juga yang mengontrol aliran fluida dan menggerakkan cakram. Material yang kuat seperti logam biasanya dipakai untuk bagian ini agar stem dapat kuat menahan tekanan maupun suhu aliran.
Aktuator
Aktuator valve pipa adalah salah satu komponen dari katup pipa yang dapat mengubah energi menjadi gerakan. Komponen ini dapat mengontrol posisi katup secara manual, hidrolik, listrik, atau pneumatik.
Per Valve
Memang tidak semua jenis katup memiliki per. Bagian ini biasanya dapat dijumpai pada jenis katup searah atau katup yang berfungsi untuk memastikan fluida tidak mengalir ke arah berlawanan. Per pada katup umumnya terbuat dari bahan yang tahan korosi.
Handle Valve
Anda dapat menggunakan bagian katup yang disebut handle valve untuk menggerakkan disc katup. Handle dapat memudahkan Anda untuk membuka tutup atau mengatur aliran fluida. Umumnya, material yang digunakan untuk bagian ini tidak mudah rusak dan mudah dipegang seperti logam ringan dan plastik.
Packing Valve
Adapun bagian penting dari katup adalah packing yang menjadi proteksi komponen dari kebocoran fluida. Bahan elastomer yang fleksibel dan dapat menyesuaikan dengan gerakan stem menjadi material penyusun bagian ini.
Kesimpulan
Dapat disimpulkan bahwa valve merupakan komponen penting dalam sistem perpipaan. Fungsi komponen ini dapat mengontrol hingga mengarahkan aliran fluida sesuai dengan yang dikehendaki.
Fungsi tersebut mengandalkan bagian-bagian dari katup pipa yang dapat dikontrol secara manual maupun otomatis. Itulah penjelasan singkat terkait pengertian Valve mulai dari jenis hingga bagian-bagian katup.