CTYPE html PUBLIK “-//W3C//DTD XHTML 1.0 Ketat//EN” “http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd”>
Katup kupu-kupu lebih ringan, lebih kecil, dan lebih enteng daripada jenis katup kontrol lainnya, sehingga menjadikannya pilihan terbaik untuk mengatur aliran dalam banyak aplikasi. Secara tradisional, katup kupu-kupu standar telah digunakan dalam aplikasi on/off otomatis dan sangat cocok untuk peran ini. Namun, beberapa teknisi menganggapnya tidak dapat diterima jika menyangkut pengaturan aliran dalam sistem loop tertutup.
Katup kupu-kupu menggunakan cakram yang berputar untuk mengendalikan aliran melalui pipa. Cakram biasanya beroperasi 90 derajat, sehingga terkadang disebut sebagai katup putar sudut. Biasanya, katup ini digunakan saat ekonomis menjadi pertimbangan. Saat diperlukan penutupan yang rapat, katup kupu-kupu dengan segel elastomerik lunak dan/atau cakram berlapis dapat digunakan untuk memberikan kinerja yang dibutuhkan. Katup Kupu-kupu Kinerja Tinggi (HPBV) – atau Katup Offset Ganda – sekarang menjadi standar industri untuk katup kontrol kupu-kupu dan digunakan secara luas untuk kontrol pelambatan. Katup ini bekerja dengan baik untuk aplikasi dengan penurunan tekanan yang relatif konstan atau siklus proses yang lambat.
Keunggulan HPBV meliputi jalur aliran lurus, kapasitas tinggi, dan kemampuan untuk melewatkan media padat dan kental dengan mudah. Umumnya, katup ini memiliki biaya pemasangan terendah dibandingkan jenis katup lainnya, terutama pada ukuran NPS 12 dan yang lebih besar. Keunggulan biayanya meningkat secara signifikan dibandingkan jenis katup lain dalam ukuran lebih dari 12 inci.
Katup-katup ini memberikan kinerja penghentian yang baik pada rentang suhu yang luas dan tersedia dalam berbagai desain bodi termasuk wafer, lug, dan flensa ganda. Katup-katup ini jauh lebih ringan dan lebih ringkas daripada jenis katup lainnya. Misalnya, katup bola tersegmentasi berflensa ganda ANSI Kelas 150 berukuran 12 inci berbobot 350 pon dan memiliki dimensi muka ke muka 13,31 inci, sementara katup kupu-kupu setara dengan lug berukuran 12 inci hanya berbobot 200 pon dan memiliki dimensi muka ke muka 3 inci.
Katup kupu-kupu memiliki beberapa keterbatasan yang membuatnya tidak cocok untuk pengendalian aliran dalam aplikasi tertentu. Ini termasuk kemampuan penurunan tekanan yang terbatas dibandingkan dengan katup bola yang memiliki potensi lebih besar untuk kavitasi atau penguapan cepat.
Karena luas permukaan cakram yang besar berfungsi seperti tuas, yang menerapkan gaya dinamis dari media yang mengalir ke poros penggerak, katup kupu-kupu standar umumnya tidak digunakan untuk aplikasi tekanan tinggi. Jika digunakan, ukuran dan pemilihan aktuator menjadi sangat penting.
Katup kontrol kupu-kupu terkadang berukuran terlalu besar, yang dapat memberikan dampak negatif pada kinerja proses. Hal ini dapat terjadi karena penggunaan katup berukuran saluran, terutama katup kupu-kupu berkapasitas tinggi. Variabilitas proses dapat meningkat dalam dua cara. Pertama, ukuran yang terlalu besar dapat memberikan penguatan yang terlalu besar pada katup, sehingga mengurangi fleksibilitas dalam menyesuaikan pengontrol. Kedua, katup yang berukuran terlalu besar dapat beroperasi lebih sering pada bukaan katup yang lebih rendah, dan gesekan segel mungkin lebih besar pada katup kupu-kupu. Karena katup yang berukuran terlalu besar menghasilkan perubahan aliran yang sangat besar untuk peningkatan perjalanan katup tertentu, fenomena ini sangat membesar-besarkan variabilitas proses yang terkait dengan deadband yang disebabkan oleh gesekan.
Pembuat spesifikasi terkadang menggunakan katup kupu-kupu agar ekonomis atau sesuai dengan ukuran saluran tertentu tanpa mempertimbangkan keterbatasannya. Ada kecenderungan untuk membuat katup kupu-kupu berukuran besar agar tidak menjepit pipa, yang dapat menyebabkan buruknya pengendalian proses.
Keterbatasan terbesarnya adalah bahwa rentang kendali katup gas yang ideal tidak selebar katup bola atau katup bola tersegmentasi. Katup kupu-kupu biasanya tidak bekerja dengan baik di luar rentang kendali sekitar 30% hingga 50% terbuka.
Secara umum, loop paling mudah dikendalikan saat loop kontrol beroperasi secara linear dan perolehan proses mendekati kesatuan. Oleh karena itu, perolehan proses sebesar 1,0 menjadi target untuk kontrol loop yang baik, dengan rentang yang dapat diterima sebesar 0,5 hingga 2,0 (rentang 4:1).
Kinerja paling baik ketika sebagian besar penguatan loop berasal dari pengontrol. Perhatikan bahwa pada kurva penguatan pada Gambar 1, penguatan proses menjadi cukup tinggi pada wilayah di bawah sekitar 25% perjalanan katup.
Penguatan proses menentukan hubungan antara keluaran proses dan perubahan masukan. Langkah di mana penguatan proses tetap antara 0,5 dan 2,0 merupakan rentang kendali optimum untuk katup. Bila penguatan proses tidak dalam rentang 0,5 hingga 2,0, kinerja dinamis buruk dan ketidakstabilan loop dapat terjadi.
Desain cakram kupu-kupu memiliki efek signifikan pada aliran katup saat katup berubah dari tertutup ke terbuka. Cakram dengan karakteristik persentase yang sama secara inheren dapat mengimbangi penurunan tekanan yang bervariasi seiring aliran dengan lebih baik. Pemangkasan persentase yang sama akan memberikan karakteristik pemasangan linier untuk penurunan tekanan yang bervariasi, yang ideal. Hasilnya adalah variasi satu-satu yang lebih akurat antara aliran dan pergerakan katup.
Katup kupu-kupu baru-baru ini memperkenalkan cakram dengan karakteristik aliran persentase yang sama. Ini menyediakan fitur pemasangan yang memungkinkan perolehan proses pemasangan dalam kisaran 0,5 hingga 2,0 yang diinginkan pada langkah yang lebih lebar. Ini secara signifikan meningkatkan kontrol throttle, terutama pada rentang perjalanan yang lebih rendah.
Desain ini memberikan kontrol yang baik, dengan perolehan yang dapat diterima sebesar 0,5 hingga 2,0, dari sekitar 11% terbuka hingga 70%, peningkatan hampir tiga kali lipat dalam rentang kontrol dibandingkan dengan katup kupu-kupu kinerja tinggi (HPBV) tipikal dengan ukuran yang sama. Oleh karena itu, persentase cakram yang sama memberikan variabilitas proses yang secara keseluruhan lebih rendah.
Katup kupu-kupu dengan karakteristik persentase yang sama, seperti katup Control-Disk, ideal untuk proses yang memerlukan kinerja kontrol pelambatan yang presisi. Katup ini dapat dikontrol mendekati titik setel target tanpa mempedulikan gangguan proses, sehingga mengurangi variabilitas proses.
Jika katup kupu-kupu tidak berfungsi dengan baik, cukup menggantinya dengan katup berukuran tepat akan menyelesaikan masalah. Misalnya, sebuah perusahaan kertas menggunakan dua katup kupu-kupu berukuran besar untuk mengendalikan pembuangan uap air dari pulp. Kedua katup dioperasikan dengan perjalanan kurang dari 20%, sehingga menghasilkan variabilitas proses masing-masing sebesar 3,5% dan 8,0%. Sebagian besar masa pakainya dihabiskan dalam mode manual.
Dua katup kupu-kupu NPS 4 Fisher Control-Disk berukuran tepat dengan pengontrol katup digital dipasang. Loop sekarang berjalan dalam mode otomatis dengan variabilitas proses dari 3,5% hingga 1,6% untuk katup pertama dan 8% hingga 3,0% untuk katup kedua tanpa penyetelan loop khusus.
Tekanan air dan kontrol aliran yang buruk dalam sistem pendingin pabrik baja mengakibatkan produk akhir yang tidak konsisten. Sembilan HPBV yang dipasang tidak dapat mengendalikan aliran air secara efektif seperti yang dibutuhkan.
Pabrik tersebut ingin memasang katup yang dapat mengendalikan proses dengan lebih baik dan perlu meminimalkan biaya pemasangan. Pabrik akan menghabiskan $10.000 untuk mengganti perpipaan pada tiap katup guna beralih dari HPBV ke katup bola tersegmentasi. Sebagai gantinya, Emerson merekomendasikan penggunaan katup kupu-kupu Control-Disk yang memenuhi dimensi tatap muka HPBV saat ini.
Katup Control-Disk diuji berdampingan dengan salah satu dari sembilan HPBV yang ada dan berkinerja sesuai dengan persyaratan yang ditentukan. Pabrik mengganti delapan HPBV yang tersisa dalam waktu satu tahun, masing-masing dilengkapi dengan katup Control-Disk, menghilangkan kebutuhan untuk mengganti pipa seharga $90.000 untuk katup bola tersegmentasi, dan katup bola harganya sekitar 25% lebih mahal daripada katup kupu-kupu.
Katup Control-Disk memberikan kontrol yang presisi dan membantu menghilangkan variabilitas pada produk akhir. Pabrik memperkirakan pemasangan sembilan katup Control-Disk akan menghemat sekitar $1 juta setiap tahunnya.
Dibandingkan dengan kebanyakan jenis katup lainnya, HPBV dengan positioner digital memiliki biaya pemasangan awal yang lebih rendah dan, jika berukuran tepat, memberikan rentang kendali yang memadai. Katup ini memiliki kapasitas tinggi dan hambatan aliran yang minimal. Katup kupu-kupu dengan trim persentase yang sama secara inheren menawarkan peluang untuk memperluas rentang kendali, serupa dengan katup globe atau bola, dan hanya menempati ruang HPBV.
Saat memilih katup, terutama HPBV, pastikan ukurannya benar, jika tidak, katup tersebut mungkin dikontrol secara manual oleh ruang kontrol. Penting juga untuk mempertimbangkan gaya katup, karakteristik bawaan, dan ukuran katup, yang akan memberikan rentang kontrol terluas untuk aplikasi tersebut.
Mark Nymeyer adalah manajer komunikasi pemasaran global untuk Emerson Automation Solutions, yang bertanggung jawab atas pengendalian lalu lintas.
Ini bukan tembok berbayar. Ini tembok gratis. Kami tidak ingin menghalangi tujuan Anda di sini, jadi ini hanya butuh beberapa detik.
Waktu posting: 20-Jan-2022
