Katup Tiga Arah

Apa yang dimaksud dengan katup tiga arah? 

Katup tiga arah adalah katup yang memiliki tiga port. Katup ini biasanya digunakan dalam berbagai aplikasi untuk mencampur atau mengalihkan cairan. Ketika digunakan untuk mencampur cairan, dua aliran fluida bergabung untuk membentuk satu aliran keluar. Ketika digunakan untuk mengalihkan fluida, satu aliran fluida dipisahkan menjadi dua aliran keluar. Katup tiga arah dikontrol sesuai bentuk spul. Katup ini terutama digunakan untuk mengubah arah aliran fluida. Katup tiga arah terdiri dari dua jenis yaitu port-T dan port-L. Katup L-port dapat meningkatkan aliran dengan satu atau lain cara serta menutup aliran sepenuhnya. Di sisi lain, T-port dapat melakukan tugas aliran yang sama seperti katup L-port tetapi tidak menutup. Katup tiga arah sangat umum di pasaran karena mereka dengan mudah mengontrol jalur aliran dan penghentian cairan dalam satu badan katup. Selain itu, katup ini juga hemat biaya dalam mengarahkan aliran dan penutupan cairan. Katup tiga arah biasanya digunakan untuk sepenuhnya membatasi aliran, mencampur aliran, dan mengalihkan aliran. Katup tiga arah sebagian besar digunakan dalam aplikasi bertekanan tinggi seperti air umpan boiler yang digunakan di pembangkit listrik tenaga uap, pemrosesan makanan, dan pemisahan minyak dan gas. 

Gambar: Katup tiga arah.

Bagaimana cara kerja katup tiga arah? 

Dua jenis katup tiga arah yang umum adalah tipe-L dan tipe-T. Katup tiga arah tipe-L juga dikenal sebagai katup tiga arah pengalih. Katup ini mengalihkan aliran dari satu port ke port lain dengan memutar pegangan (untuk katup manual) atau dengan menggunakan aktuator berputar ke 90^o. Jika port kiri dan port bawah dibuka terlebih dahulu, maka seperempat putaran katup ke arah berlawanan dengan arah jarum jam akan membuat katup tiga arah mengalihkan aliran fluida ke port outlet. Ketika pegangan atau aktuator diputar lagi untuk membuat 180^o putar, maka akan menghalangi aliran fluida. Selain itu, jika diputar untuk membuat 270^o putar itu masih akan menghalangi aliran fluida. Ketika katup menyelesaikan 360^o putar kembali ke posisi semula. Hal ini membuat katup tiga arah tipe L memiliki dua port yang tersedia sekaligus serta memiliki tiga aliran dan dua pilihan posisi penutupan. Tipe T dari katup tiga arah adalah tipe pencampuran. Katup ini berfungsi untuk mencampur dua aliran dari saluran masuk. Tipe-T dapat memiliki tiga port yang terbuka pada satu waktu. Hal ini membantu katup untuk memisahkan fluida menjadi dua arah yang berlawanan. Desain katup tiga arah tipe-T membagi aliran atau membuat aliran fluida lurus. 

Gambar: Konfigurasi katup tiga arah tipe T dan L.

Jenis katup tiga arah 

Katup tiga arah tipe-L 

Ini adalah katup tiga arah yang sebagian besar digunakan untuk meningkatkan aliran fluida dari satu port saluran masuk ke salah satu dari dua port saluran keluar. Jenis katup tiga arah ini membantu mengalihkan aliran fluida sehingga dikenal sebagai katup tiga arah pengalih. 

Gambar: Konfigurasi katup tiga arah tipe-L.  

Katup tiga arah tipe-T 

Tipe T dari katup tiga arah biasanya digunakan untuk mencampur dua aliran fluida dari saluran masuk ke dalam satu aliran ke port outlet. Katup ini juga dirancang sedemikian rupa sehingga dapat melakukan pengalihan fluida seperti halnya katup tiga arah tipe-L. Desain katup tiga arah tipe-T juga dapat memiliki aliran pencampuran, aliran pengalihan, dan aliran fluida lurus tergantung pada gerakan pegangan yang diijinkan. 

Gambar: Konfigurasi katup tiga arah tipe-T.

Katup tiga arah mengambang 

Ini adalah jenis katup tiga arah yang menggunakan bola mengambang. Bola ditahan pada posisinya dengan kompresi dua dudukan. Bola bebas berputar di dalam badan katup. Mengambang katup bola tiga arah mampu memungkinkan pematian dua arah. Namun, ketika ada tekanan tinggi di bagian hulu, sulit untuk mengoperasikan katup. 

Katup tiga arah yang ditempa 

Ini adalah katup tiga arah yang dibuat menggunakan proses manufaktur tempa. Produsen katup tiga arah yang ditempa menggunakan bahan seperti paduan baja untuk membuat katup ini. Proses penempaan membuat struktur butiran material lebih halus yang membantu meningkatkan kekuatan material katup. Katup ini memiliki kekuatan yang sangat tinggi yang membuatnya cocok untuk aplikasi suhu tinggi dan tekanan tinggi. Selain itu, dengan menggunakan metode penempaan, katup ini memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap masalah umum seperti penyusutan, porositas, dan retakan. 

Tuang katup tiga arah

Ini adalah katup tiga arah yang dibuat dengan menggunakan metode pengecoran. Metode ini menggunakan logam cair untuk membuat katup. Logam cair dituangkan ke dalam cetakan dengan berbagai ukuran dan bentuk. Cetakan diberi waktu untuk mendingin dan mengeras di mana setelah pendinginan, katup diproduksi. Metode produksi katup tiga arah cor ini memiliki keuntungan dalam membuat katup dengan desain, bentuk, dan ukuran yang rumit. Metode ini membantu membuat katup dengan bagian penting seperti katup tiga arah. 

Katup tiga arah manual 

Ini adalah katup yang beroperasi secara manual dengan menggunakan handwheel atau menggunakan tuas tangan. Tuas mekanis atau handwheel membantu mentransmisikan torsi dari operator katup ke batang dan akhirnya ke mekanisme pembukaan dan penutupan katup. 

Katup tiga arah yang digerakkan 

Ini adalah katup tiga arah yang bekerja dengan menggunakan sistem mekanis yang menyediakan torsi untuk menutup/membuka katup. Sumber tenaga untuk katup ini dapat berupa pneumatik, hidrolik, atau listrik.

Komponen katup tiga arah

Badan katup 

Ini adalah komponen katup tiga arah yang digunakan untuk menampung bagian internal katup-seperti dudukan, bola, dan cakram, tergantung pada jenis katup. Badan katup membantu meningkatkan kekuatan katup. Aliran media dikontrol melalui badan katup. Pipa dalam katup tiga arah dihubungkan ke katup melalui badan katup. Badan katup harus sangat kuat untuk membantu menahan tekanan dan suhu tinggi yang terkait dengan aliran fluida atau media. Kekuatan badan katup tergantung pada bahan yang digunakan. Bahan logam seperti baja dikenal sangat kuat dibandingkan dengan bahan lain seperti PFTE. Badan katup dibuat dengan menggunakan metode produksi seperti pengecoran atau penempaan menggunakan bahan seperti baja tahan karat, baja tuang, baja paduan antara lain. 

Bonnet 

Kap adalah komponen lain dari katup tiga arah yang digunakan untuk mempertahankan tekanan. Kap mesin terhubung ke badan untuk meningkatkan penutupan katup yang rapat guna mencegah kebocoran cairan. Kap mesin dipasang pada badan katup menggunakan baut atau sekrup. Kap mesin yang dibaut sebagian besar digunakan di mana katup tiga arah akan bekerja pada tekanan yang sangat tinggi sementara kap mesin yang disekrup digunakan untuk memberikan segel yang rapat untuk mencegah kebocoran cairan. 

Batang 

Batang adalah komponen katup tiga arah yang digunakan untuk menyalurkan daya ke sumbat katup, cakram, atau bola untuk membuka atau menutup katup untuk kontrol fluida. Batang mendapat daya dari aktuator katup, roda tangan, atau tuas. Pada beberapa katup tiga arah seperti globe atau katup gerbang, batang menggunakan gerakan linier untuk menutup / membuka katup. Pada katup tiga arah lainnya, batang menggunakan gerakan berputar seperti pada bola dan Katup steker 3 arah untuk membuka/menutup katup. 

Dudukan katup 

Dudukan katup adalah bagian yang membantu menutup ruang antara sumbat/bola dan batang, tergantung pada jenis katup tiga arah. 

Memangkas 

Trim adalah istilah yang mengacu pada komponen internal katup tiga arah yang bersentuhan dengan fluida. Bagian-bagian katup tiga arah tersebut termasuk dudukan, kelenjar, cakram, bushing, spacer, dan bola. Komponen-komponen ini penting tergantung pada jenis katup tiga arah karena tanpa komponen-komponen tersebut, katup tidak akan berfungsi. 

Aktuator 

Aktuator adalah komponen katup tiga arah yang menyediakan mekanisme dan daya untuk mengoperasikan katup. Aktuator terhubung ke batang dan cakram katup. Aktuator dapat berupa manual dengan roda tangan, roda gigi, tuas, rantai, atau digerakkan oleh motor listrik, pneumatik, atau cairan hidrolik.

Fitur/karakteristik katup tiga arah 

• Menutup atau membuka tanpa gesekan. 
• Menggunakan desain entri atas untuk kemudahan inspeksi dan pemeliharaan. 
• Perlu torsi rendah untuk beroperasi dengan gagang kecil. 
• Membersihkan diri sendiri.
• Memiliki desain penyegelan baji. 
• Dapat mengalihkan aliran cairan. 
• Campurkan cairan pada suhu dan tekanan yang berbeda ke dalam satu aliran. 
• Trim yang seimbang mampu meningkatkan aliran cairan yang tinggi. 
• Matikan aliran cairan. 

Memilih/membeli dan menentukan ukuran katup tiga arah 

Pemilihan katup tiga arah tergantung pada parameter/faktor tertentu yang dibahas di bawah ini.

Cairan sedang dikontrol 

Cairan yang berbeda memiliki sifat kimia yang berbeda seperti korosif seperti asam. Cairan semacam itu perlu bekerja pada katup tiga arah yang tahan terhadap korosi. Jika katup yang digunakan tidak dapat menahan korosi, komponen internalnya yang bersentuhan dengan fluida dapat dengan mudah terkorosi dan akibatnya menghancurkan katup. 

Tekanan maksimum 

Ini adalah tekanan tertinggi yang diharapkan dialami oleh katup tiga arah. Tekanan adalah pertimbangan yang sangat penting karena tekanan adalah salah satu parameter yang dapat dengan mudah merusak katup dan menyebabkan kebocoran. Jika katup yang digunakan tidak dapat menahan tekanan maksimum, badan katup dapat rusak. Selain itu, tekanan yang berlebih dapat menyebabkan kebocoran fluida. Beberapa cairan sangat merusak dan bocornya cairan tersebut ke lingkungan dapat menyebabkan penuntutan terhadap organisasi yang menggunakan valve tersebut. 

Suhu maksimum 

Suhu kerja perlu diketahui sebelum membeli/memilih katup tiga arah. Katup tiga arah dapat bekerja paling baik jika katup terbuat dari bahan yang dapat menahan suhu kerja. Bahan seperti PFTE memiliki suhu rendah jika dibandingkan dengan bahan logam seperti besi tuang dan baja tahan karat. Jadi, katup yang bagian dalamnya terbuat dari suhu rendah seperti PFTE dan plastik atau karet lainnya hanya boleh digunakan di tempat yang suhu maksimumnya tidak akan melelehkan atau merusak bahan. Jika suhunya tinggi, akan menyebabkan distorsi termal pada material dan dengan demikian menyebabkan kerusakan katup. 

Aktuator 

Jenis aktuator mempengaruhi katup tiga arah dalam dimensi yang berbeda. Beberapa aktuator murah seperti aktuator pneumatik yang menggunakan udara bertekanan. Aktuator lain seperti handwheel manual adalah yang termurah karena tidak memiliki biaya operasional seperti aktuator listrik. Aktuator listrik murah untuk dipasang tetapi biaya operasionalnya tinggi. Beberapa aktuator seperti aktuator pneumatik, hidrolik, dan listrik dapat diotomatisasi atau semi-otomatisasi untuk mengurangi tenaga kerja manual. 

Aplikasi katup tiga arah 

• Pengolahan air. 
• Pengolahan makanan dan minuman. 
• Industri farmasi. 
• Memproses gas alam. 
• Pemisahan udara. 
• Pengolahan air. 
• Digunakan untuk pemanas, ventilasi, dan pendingin ruangan. 
• Pengolahan kayu. 

Keuntungan dari katup tiga arah 

• Resistensi cairan yang rendah. 
• Ringan, desain sederhana, dan volume rendah. 
• Penyegelan yang andal. 
• Pengoperasian yang nyaman karena dapat menutup atau membuka dengan cepat. 
• Nyaman untuk perawatan karena desainnya yang sederhana. 
• Berbagai macam aplikasi. 
• Tahan terhadap korosi. 
• Kisaran suhu pengoperasian yang luas. 
• Berbagai macam tekanan operasi. 
• Bekerja pada aktuator manual, pneumatik, hidraulik, atau elektrik. 
• Hemat biaya dibandingkan dengan pekerjaan yang dapat mereka lakukan. 

Kerugian dari katup tiga arah 

• Cenderung memiliki bobot yang tinggi dibandingkan dengan katup lainnya. 
• Biaya pembuatan katup tiga arah cenderung lebih tinggi dibandingkan dengan katup lain karena mekanisme kerjanya yang melibatkan. 
• Penurunan tekanan tinggi. 

Pemecahan masalah katup tiga arah 

Kebocoran katup tiga arah 

• Kursi rusak. Ganti kursi. 
• Permukaan bola rusak. Ganti bola. 
• Penutupan katup tidak sempurna. Periksa pengaturan dan batas penutupan/pembukaan. 
• Kap mesin longgar. Kencangkan mur atau sekrup kap mesin. 

Pergerakan bola tidak teratur 

• Kotoran di antara dudukan dan bola. Siram bagian dalam katup beberapa kali untuk menghilangkan kotoran. 

Torsi katup sangat tinggi 

• Kursi rusak. Ganti dudukannya. 
• Suhu atau tekanan yang berlebihan. Pastikan kondisi kerja sesuai dengan yang direkomendasikan oleh tiga arah produsen katup. 
• Kotoran di antara dudukan dan bola. Siram bagian dalam katup untuk menghilangkan kotoran. 

Kebocoran batang 

• Mur batang yang longgar. Kencangkan mur batang.
• Segel batang rusak. Ganti segel atau segel dengan minyak sealant. 
• Permukaan segel rusak. Ganti permukaan penyegelan. 
• Kerusakan mekanis pada batang. Ganti batangnya. 

Kebocoran pada segel bodi

• Gasket rusak. Ganti paking. 
• Beban berlebih dari pipa. Periksa arsitektur perpipaan yang direkomendasikan oleh produsen katup tiga arah. 
• Suhu atau tekanan berlebih. Periksa suhu/tekanan kerja seperti yang direkomendasikan oleh produsen katup tiga arah tersebut. 

Kebisingan berlebih dari katup tiga arah  

• Ukuran katup yang salah. Pastikan ukuran katup sesuai dengan pemipaan dan beban. 
• Pembukaan tidak sempurna. Pastikan pengaturan dan batas pembukaan/penutupan.

Ringkasan 

Katup tiga arah adalah katup yang memiliki tiga port. Port-port ini membantu katup tiga arah untuk meningkatkan aliran variabel dalam sistem perpipaan. Katup ini digunakan untuk menyalakan/mematikan, mengalihkan, dan mencampur cairan dalam sistem perpipaan. Ketika digunakan sebagai katup pencampur, katup ini menggabungkan dua aliran fluida untuk membentuk satu aliran fluida. Ketika digunakan sebagai katup pengalih katup tiga arah, satu aliran fluida dipisahkan menjadi dua aliran fluida.

Ada beberapa jenis katup tiga arah, tetapi dua jenis yang utama adalah port tipe-L dan port tipe-T. Katup tipe-L digunakan untuk mengalihkan cairan. Katup tipe T digunakan untuk mencampur dan mematikan aliran fluida. Katup tiga arah digunakan dalam banyak aplikasi seperti mengalihkan air dalam air umpan di pembangkit listrik tenaga uap, farmasi, pemisahan minyak dan gas, pengolahan air, pengolahan makanan, dan lain-lain. 

Fitur/karakteristik umum dari katup tiga arah adalah desain yang sederhana dan ringan, dapat membersihkan sendiri, dan berbagai suhu dan tekanan. Saat memilih katup tiga arah, penting untuk mempertimbangkan hal-hal penting seperti suhu pengoperasian, sifat fluida, peringkat tekanan, dan jenis aktuator.