Seperti pernah gue bilang, kehidupan process engineer itu deket banget sama yg namanya control valve… sama org instrument… :) bisa bikin fall in luv tauk!!!

Gue dapet ini dari sumber yang sebenernya bisa dipercaya… hanya saja karena fotokopian, gue kagak tahu sumbernya apaan… gigigig… Maap…

Menurut gue, sebelum elu pada sizing dan issue process data ke instrument, perlu banget ngerti lebih dalem ttg control valve ini…

Karakteristik contol valve

Ada 3 type basic plug (bagian ngebuka dan nutup yang diatur oleh actuator) dan karakteristik flow, yaitu:

1. Quick opening – plug (baik single disk/pun double disk) digunakan untuk total shutoff/opening. Single disk biasa digunakan untuk high temperature dan double disk biasa digunakan untuk low temperature.
2.  Linear Flow – plug yang punya karakter linear flow yaitu yang flowrate melalui valve tersebut proportional dengan pengangkatan/penutupan plug oleh actuator (untuk ngebuka flow). Biasanya linear flow ini dipake buat regulasi liquid level (LCV).
3. Equal Percentage – plug yang punya karakter equal percentage yaitu yang perubahan dalam flow dalam persen sama persis dengan pergerakan plug dalam persen juga. Biasanya tipe ini dipake buat regulasi pressure (PCV) /flow (FCV). Atau bisa juga dipake pada saat harus mengatur hanya persentase kecil dari overall pressure differential yang tersedia. Atau pada saat harus mengontrol system dimana banyak variasi pressure drop yang melalui control valve

Valve plug bisa berupa tipe disk, solid contoured atau ported.

Sebenernya masih ada lagi satu karakter yaitu modified parabolic – flow diantara linear dan equal percentage. Tipe plug ini (biasanya V – port) digunakan ketika sebagian besar system pressure drop tersedia untuk control.

Safety Requirements

Ketika udara yang dari actuator tidak mengalir (bisa karena kerusakan compressor, atau hal lain), berarti gak ada lagi yg ngebuka/nutup plug si control valve ini kan, gak adanya udara yg bertekanan ini, belum tentu berakibat control valvenya selalu ketutup. Bisa jadi kebuka… kalo mau tahu penjelasan ttg ini, coba buka postingannya neng asta di blog ini.

Salah satu yang process tentukan ya fail position ini. Hubungannya tentu sama safety factor. Buat process engineer, kalo system itu bakalan safe dengan control valvenya ketutup, dibanding ketika control valve kebuka penuh/pun sebagian, ya sudah jelas, process engineer kudu nentuin kalo control valve ini butuh diset fail close. Dan sebaliknya untuk yg fo.

Ada kasus dimana suatu system justru ketutup salah kebuka salah, yg paling aman ya stay di posisi terakhir si control valve kebuka nah yg ketiga ini namanya fail-safe.

Pada prisipnya fail-safe ini akan dibutuhkan ketika temperature/pressure both side upstream/pun downstream proses diusahakan untuk tidak berubah saat control valve gak aktif. Dan fail-nya instrument air ini gak boleh dibiarin lama2. karena walau pun ada back-up fail-position dari control valve, tetep ajah gak akan bener2 bisa menahan hazard terjadi dalam waktu lama.

Contoh2 sistem yang seringkali memiliki default (jangan dianggap sebagai ketetapan… tetep kudu di pelajari lagi sistemnya)

1. control valve untuk fuel-oil menuju heater burners biasanya fail closed. Safetynya mending burnernya mati daripada overheating
2. feed menuju ke heater tubes biasanya fail open supaya pas instrument air gagal masih ada fluida yg mengalir untuk dipanasi, kalo fluidanya berhenti, bisa jadi overheating, temperature naik, pressure naik juga.
3. feed menuju ke fractionating collum, biasanya fail closed
4. steam supply ke reboiler biasanya fail closed
5. reflux drum vapor outlet dan reflux pump discharge, biasanya fail open
6. minimum flow/bypass line di centrifugal discharge line, biasanya fail open
7. bypass linenya compressor dan reciprocating machine biasanya juga fail open.
8. feed yg masuk ke reactor, biasanya fail closed… hanya sering juga fail open untuk alasan safety yg lebih kuat.

Kalo dari beberapa kasus di atas, bisa ditarik kesimpulan, buat heater, control valve di hot fluid, biasanya fail closed dan dicold fluid biasanya fail open supaya kalo fail tidak menjadikan overheating.

Capacity Coefficients buat control valve Valve

Buat sizing valve, ada yg dinamain Cv atau valve flow coefficient. Cv ini bergantung pada dimensi internal valve, dan smoothness permukaan di dalam valve. Semakin tua control valve otomatis juga mempengaruhi karakter si Cv ini.

Tukang (apalah namanya) bikin control valve bikin percobaan terhadap si control valve ini pake air pada pressure yg ditentukan untuk membikin kurva Cv ini. Tapi kurang lebih, bisa direpresentasikan dengan persamaan 1.

Cv itu sendiri kalo mau diartikan, adalah index yang mengindikasikan berapa besar volumetric flow-rate (gpm) yang bisa dihasilkan ketika air bersuhu 60oF melewati sebuah control valve yang menyebabkan penurunan tekanan sebesar 1psi.

Jelasnya ketika SG sama dengan 1 dan pressure drop juga 1psi, maka Cv bakalan sama dengan Qnya kan?

Ada lagi namanya calculated flow coefficient atau Cvc. Ketika kita mau sizing control valve kita kudu ngitung Cvc ini pake rumus 2

Cvc ini dihitung dengan menggunakan normal design flowrate dalam gpm. Dari sini bisa di cari valve yang sesuai. Biasanya diambil valve dengan Cv diatas Cvc. Untuk range yang bagus untuk control, Cv diambil yg 1.25 sampe 2 kali Cvc.

Biasanya range tersebut digunakan untuk tipe plug yg equal percentage dan linear flow. Tapi ada juga sih valve yang punya range lebih lebar.

Adalagi namanya Cf, critical flow factor. Untuk liquid flow bisa dianggap subcritical kalo vapor pressure dari liquid tidak akan melebihi pressure terendah pada saat melewati control valve. Boleh dilihat profile pressure yang ngelewatin control valve di gambar berikut ini…

Kalo Pvapor berada di range A atau B bakalan terjadi vaporisasi/kavitasi pada saat dimana Pfluida sama dengan atau kurang dari vapor pressurenya. Kalo PVapornya di range B, berarti akan kembali menjadi liquid lagi. Tapi kalo di range A, maka vapor akan tetap menjadi vapor.

Cavitasi (range B) ini juga gak baik buat control valve, karena akan menyebabkan rapid wear plugnya, dan menyebabkan vibrasi dan noise juga.

Dan kalo berada di range A, saat keluar dr control valve tersebut, fluidanya yg pas awal masih satu phase, bisa jadi jadi 2 phase, ataupun bisa jadi, jadi gas semua.

Apalagi kalo vapor pressurenya ada di atas P1. ya berarti bisa jadi tadinya si fluida ini emg 2phase, dengan persentase tertentu antara gas dan liquidnya, dan akan berubah ketika fuidanya keluar dari control valve. Untuk kasus ini, diameter downstream control valve bisa jadi dibuat lebih besar dari upstreamnya.

Baik untuk liquid maupun gas, ada yang dinamakan critical flow dan subcritical flow. Kapan flow disebut critical flow, kapan disebut subcritical, ntar dilihat di summary di bawah ajah yah…

Untuk gas, critical flow / ketika velocity gas mencapai sonic velocity, sebaiknya di hindari karena bisa menyebabkan noise dan vibrasi.

Critical flow bisa dicegah dengan mengurangi pressure drop yang melalui valve dengan merelokasi valve dalam system atau dengan memilih valve dengan Cf yang lebih besar.

Cf tu dimensionless, dan tergantung jenis valve. Cf itu ratio antara control valve coefficient pada kondisi critical dg flow coefficient yang di keluarkan oleh manufacture.

Valve antara 2 pipe reducer – nah ini ni kasus yg agak nyeleneh… bisa dibilang fenomena lah. flow capacity control valve yang ada diantara 2 pipe reducer sedikit dibawah yang lain. Pada subcritical flow, caranya ngitung pake correction factor, R. kalo di critical flow, correction factornya Cfr yang bakalan mengganti posisi Cf dalam calculation R, dan Cfr juga tergantung pada ratio antara size pipa dan size control valvenya. Untuk lebih jelasnya gimanagimananya liat summarynya ajah.

Kondisi operasi

Fakta-fakta random mengenai control valve:

• Control valve biasanya punya size dibawah size upstream pipa atau maksimal sama. Gak pernah diambil lebih gede.
• Ukuran control valve bisa dibuat jauh lebih kecil daripada size upstreamnya bila harus mengabsorb pressure drop yang besar.
•   Control valve bisa mengakomodasi range kapasitas dan beda tekanan yang lumayan besar. Flowrate dan kondisi proses biasanya sudah ditentukan sebelumnya untuk ngesize piping dan hal lain. Jadi pas sizing control valve mending ngasi data kapasitas~pressure lebih dari satu.
• Kadang kalo sistemnya memiliki range kapasitas yang besar, diperlukan hingga 2 control valve secara parallel, satu untuk flowrate yang besar, dan yang lainnya untuk yang kecil.
•   Secara umum control valve digunakan juga untuk pressure killer yang lumayan ok. Hampir 1/3 dari overall pressure drop bisa dialokasikan ke control valve dan sisanya tentusaja pada piping dan equipmentnya. Dan pada system yang memiliki beda tekanan yang harus dikill besar, maka bisa jadi semua sisa beda tekan yang belum terakomodir oleh si piping dan kawan2 dialokasikan ke control valve.
•   butterfly valve bisa beroperasi dengan pressure drop yang kecil (1 koma psi). biasanya cucok untuk discharge compressor dan line cooling water supply. Tapi trotling, koefisien valve ini bisa turun secara rapih.
•   butterfly/ball valve memiliki actuator side mounted karena actuator stemnya bisa memutar as valve. Karakteristik plug untuk hal ini bisa dipengaruhi oleh hubungan antara actuator stem dan valve axle.
•   control valve selain jenis butterfly hanya bisa meregulasi flow dengan mengabsorb atau memberi pressure drop ke system.
•   perubahan pada density/S.G (atau salah estimasi) memberikan effect minor ke kapasitas valve.
•   bila flow melalui valve merupakan critical flow, maka untuk sizing bypass dan line downstream control valve harus bener2 hati2. Karena vaporisasi sepanjang control valve menyebabkan naiknya pressure drop.
•   untuk mendapatkan velocity yg masuk akal saat vaporisasi terjadi, maka piping didownstream control valve biasanya jadi lebih besar dibanding di upstreamnya.
•   untuk menghindari vaporisasi di control valve bisa juga dg menambah static pressure pada upstream.
•   pada tekanan yg tinggi, temperature tinggi, atau beda tekan yg besar, sebaiknya control valve tidak dioperasikan untuk menutup. Karena velocity yg besar, akan menghantam control valve dan akan menyebabkan flow control menjadi tidak akurat lagi, dan menyebabkan kebocoran ketika valve di shutoff.
• bypass biasanya digunakan untuk control valve yang lebih kecil dari 2in, atau untuk high viscosity dan lethal, atau untuk liquid yang mengandung solid yang abrasive, dalam boiler feed water service, atau untuk sistem steam yg mengharuskan untuk killing high pressure (lebih dari 100psi). tapi juga sering kali bypass disediakan untuk maintenance si control valve tanpa shutdown sistem.
•   untuk konsistensi pada design piping, coefficeient flow untuk bypass valve sebaiknya dibuat sama seperti di control valve berikut pressure dropnya.
•   biasanya diplant, control valve ditaruh di grade/platform elevation. dan gampang diaksesnya kecuali untuk valve2 yg kudu di taruh diself-draining pipelines. ini dimaksudkan untuk mempermudah maintenance/quick respon kalo ada apa2 sama processnya.
• sebelum dan sesudah control valve biasanya suka dikasih gate valve. biasanya untuk fluida2 yg berbahaya, suka dikasih drain di low pointnya. biasanya untuk fail-open suka dipasang drainnya satu doang, kalo fail-close dikasih 2, upstream dan downstream. untuk maintenance, mereka tutup dua gate valve, trus didrain, dan take out control valvenya deh. untuk kelengkapan lainnya kalo fluida yang nglewatin control valve saturated steam flow, biasanya suka dikasih steam trap di lowest point.
•   untuk maintenance control valve, perlu ada space atas bawah kanan kiri buat ngambil control valve ini… that’s why biasanya piping diatas control valve dikasih jarak sekitar 12in.

berikut adalah contoh2 susunan bypass dan control valve… diklik digambarnya ajah kalo mau agak jelasan dikit.

tipe U dipilih ketika inlet dan outlet flow mendekati control valve dari elevasi yg lebih tinggi.

tipe corner dipake kalo flownya dari tinggi ke rendah atau sebaliknya

tipe looped bypass biasanya untuk flow horisontal yg sekitaran grade. untuk ukuran

berikut adalah summary, coba klik di gambarnya ajah, supaya lebih besar

Artikel ini bisa dilihat bentuk wujud aslinya di Hydrocarbon Processing magazine ed November/December 2007, yang berjudul Designing for pressure Releases during fires-Part 1/2. Artikelnya ditulis oleh S. Rahimi Mofrad, Petrofac Engineering and Construction, Sharjah, UAE, dan S. Norouzi, Sazeh Consultants, Engineering and Construction, Tehran, Iran

Gue hanya menerjemahkan ke bahasa Indonesia, kemudian menuliskan kembali dengan bahasa gue sendiri…

Off we go…

Pressure relief system, seperti yang sudah dijelaskan dipostingan sebelumnya, berguna untuk kepentingan safety selama terjadi overpressure dimana control system sudah tidak dapat mengendalikan kelebihan pressure. Overpressure yang dimaksud bisa disebabkan oleh maloperation, power failure, cooling loss, instrument failure, external fire, thermal expansion atau sebab2 lain.

Plant yang memiliki zat yang volatile, lebih beresiko tinggi bila terekspose terhadap api. Untuk ngedesign Pressure Relief, perhitungannya dibagi menjadi 2 basis. Unwetted dan wetted. Karena dua hal tersebut akan menghasilkan 2 perhitungan yang berbeda, sesuai dengan yang ada di API 521 section 3.15. Disection tersebut terbagi 2 effect yang timbul disebabkan oleh perbedaan wetted dan unwetted.

Well, mari kita bahas yang ada di API 521 section 3.15 itu dulu untuk basis konsep berpikir kita selanjutnya.

Effect yang ditimbulkan oleh api/kebakaran pada vessel yang permukaannya wetted

Wetted = terbasahi = tertutup liquid,

dan dalam hal ini fire yang ada seperti yang pernah dibahas dipostingan sebelumnya, adalah external fire. Fire yang ada diluar equipment yang disebabkan oleh sesuatu yang berada diluar equipment pada saat itu.

here we go…

Vessel yang permukaannya terbasahi/tertutup liquid, adalah sangat efektif sekali dalam menyebabkan overpressure. Secara liquid yang ada di dalam vessel tersebut bisa dengan sekejap mata, temperaturenya naik, dan mencapai boiling pointnya, dan menguap menjadi gas.

Untuk mendeterminasi pembentukan vapor tersebut, apakah akan menyebabkan overpressure, sangat susah sekali bila kita tidak tahu seberapa besar api kebakaran itu. kalo sebesar korek api ya… capek deh… sampai tahun kapan juga belum tentu bisa naik pressurenya…

Nah! API 521 section 3.15 kita ni canggih! Dia udah mikirin hal begini sejak kapan tahu. Gigigig… ya iyalah…

Supaya standard, dan aman untuk semua, setelah menetapkan equipment tertentu rentan overpressure karena external fire, maka ditetapkan hanya bagian vessel yang terbasahi oleh liquid internal yang berada di 25 feet (atau kurang) diatas sumber api yang perlu diperhitungkan. Yang diperkirakan sumber api dalam hal ini adalah ground dimana bisa terdapat genangan liquid. Biasanya bagian vessel yang berada di atas 25 feet tidak diperhitungkan. Hanya saja ada beberapa standard tidak menggunakan 25 feet sebagai acuan.

Misalnya seperti kasus digambar… dr ground, atau yg berpotensi sebagai tempat sumber fire terjadi, tinggi bottom tangent adalah 20 feet. Sehingga:

sumber tabel dari API 521 4th ed.

Effect yang ditimbulkan oleh api/kebakaran pada vessel yang permukaannya unwetted

Unwetted >< wetted..

Unwetted wall vessels adalah vessel dimana internal walls terekspose terhadap gas, vapor, or supercritical fluid. Termasuk juga vessel yang mengandung liquid yang terpisah dengan fase vapornya di dalam kondisi normal, tetapi akan menjadi satu fase (di atas critical) pada kondisi relieving.

Mungkin vesselnya didesign memiliki internal insulation. Sebuah vessel seharusnya dianggap memiliki internal insulation ketika internal wallnya terinsulasi oleh perpindahan coke atau material lain sebagai produk/hasil dari fluida yang terkandung didalamnya.

Perbedaan mendasar dari wetted dan unwetted adalah relieving temperature untuk unwetted biasanya lebih besar dari design temperature for the equipment, dan bila kenaikan temperature yang begitu besar ini menyebabkan  terjadinya kerusakan equipmentnya, maka perlu perlidungan additional.

Wetted vs Unwetted

Hal yang perlu diklarifikasi:

1. Equipment yang sebelumnya terisi gas/vapor dikategorikan sebagai unwetted dan relief ratenya dihitung berdasarkan cara hitung seperti yang didiskripsikan di API-521 section 3.15.
2. Umumnya, kondisi supercriticalnya jelas. Relief rate pada kasus fire dapat dihitung dengan metode yang dideskripsikan pada referensi 3
3. Sebuah vessel sebaiknya dianggap internal insulated ketika internal wall dapat terinsulasi dengan coke deposition/material lain sebagai akibat terjadinya fire.
4. Sayangnya tidak ada practical recommendation/metode untuk mendeterminasi suatu vessels yang mengandung liquid yang terpisah dari vapor (pada kondisi normalnya), tetapi menjadi single fase ketika dalam kondisi relieving. Pada kenyataannya sebagian besar equipment memiliki liquid pada kondisi operasinya, tetapi metode mana yang harus digunakan untuk mendeterminasi. Apakah wetted atau unwetted? Atau bisa dikatakan hingga batas mana suatu vessel dianggap wetted/unwetted?

Untuk menspesifikasi apakah suatu vessel termasuk wetted atau unwetted, dibutuhkan data2 parameter2 design process, seperti inventory liquid di dalam vessel, operating pressure, operating temperature, liquid physical properties (seperti heat capacity, latent heat, dan lain2), design pressure vessel, bahkan waktu yang dibutuhkan fire team untuk menangani fire.

Prosedure untuk mendistinguish/membedakan apakah suatu vessel termasuk wetted atau unwetted:

sesuai flowchart di atas, langkah2 menentukannya adalah:

1. Hitung estimated total vaporization time of liquid, yang merupakan jumlah dari liquid heating time, dan liquid boiling time. Persamaan yang berkaitan bisa dilihat di bawah. Dengan persamaan 1 dan 2.

2. bandingkan hasil perhitungan estimated total vaporization time of liquid tersebut dengan effective fire team response time. Bila lebih kecil, maka waktu penguapan cukup singkat, goto langkah 3. bila lebih besar, goto langkah 5.

dalam hal ini effective fire team response time tergantung dari kemampuan anggota fire teamnya, lokasi alat2 pemadam kebakaran, kondisi proteksi kebakaran pabrik tersebut. Waktu ini ditentukan oleh design engineer, tapi biasanya tidak kurang dari 15-20mnt.

Buat contoh, ASTM A 515 Grade 70 steel plate, 1 in thick, butuh waktu sekitar 17mnt untuk mencapai 1300 F dan akan rusak 2,5mnt setelahnya (pada temperature itu). itulah sebabnya biasanya fire team response tidak boleh lebih dari 20mnt. Yang juga berarti setelah 20mnt kebakaran, team tersebut harusnya bisa mengatasi kebakaran dan relief rate bisa mendekati nol.

3. hitung pressure ketika last drop of liquid tervaporisasi (PLDV) (persamaan 3). Bandingkan PLDV dengan PSV Set Pressure. Bila sama dengan atau lebih besar, berarti relief rate yang digunakan adalah rate maksimum yang diperoleh oleh wetted dan unwetted basis. Bila kurang, maka goto langkah 4

4. hitung estimasi tekanan dalam vessel 20mnt setelah kebakaran terjadi dengan menggunakan persamaan 4. Bila PATM lebih besar dari Ps, maka relief rate yg dihitung berdasarkan perhitungan untuk unwetted. Sesuai API 521 section 3.15.2.1.2 bila PATM tersebut kurang dari Ps maka PSV tidak dibutuhkan untuk kasus eksternal fire.

Untuk sebagian besar gas HC, thermal conductivity masuk dalam range insulation, sehingga dapat diasumsikan bahwa gas yang berada dalam vessel unwetted, akan dianggap termasuk dalam internal insulation. Sesuai dengan API 521, tabel 5, environment factor, bila conductivity of insulation 0.33 Btu/hr sqrft F. hanya sekitar 2% dari total panas yg dikeluarkan yg akan diserap oleh gas tersebut. Inilah sebabnya kenapa Q di persamaan 4 msh harus dikalikan dengan 0.02.

5. hitung tekanan dalam vessel 20mnt setelah kebakaran terjadi dengan menggunakan persamaan 5. Bila PATM lebih besar dari Ps, maka relief rate yg dihitung berdasarkan perhitungan untuk wetted. Sesuai API 521 section 3.15.2.1.2 bila PATM tersebut kurang dari Ps maka PSV tidak dibutuhkan untuk kasus eksternal fire. Hal ini bisa terjadi bila waktu penguapan lumayan panjang.

Sesuai dengan persamaan 5, berarti jumlah mol liq yg menjadi uap pada saat boiling, diasumsi sebanding dengan waktu penguapan.

artikel ini ada yg part 2, yg membahas menentukan relief rate, yg gw usahain bakal gue posting di postingan selanjutnya…

kalo ada yg kurang setuju dengan bagian2 tertentu di postingan ini silahkan dilantaikan supaya gw juga bisa nambah ilmu…

skg gue pengen bahas satu persatu cause of overpressure.

sebelum ini gue pnh bahas, bahwa double jeopardy tu gak diperhitungkan. tp bukan berarti pasti gak ada, hanya saja karena kemungkinan terjadi double jeopardy sangat kecil, maka kemungkinan itu bs dieliminir…sehingga kita bisa berpikir simple dan gak naroh PRV dimana2…

tp ada juga di API dijelaskan (kalo gue gak salah ngerti nih…) bahwa 2 kejadian yg emg sering bgt dan sangat mungkin terjadi keduanya bersamaan walaupun unrelated, maka keduanya kudu diperhitungkan as a single case. namanya latent failure… (CMIIW yah…)

sebelumnya gue melanjutkan , gue mau nanya (serius gue gak ngerti jawabannya).

sempet gue baca suatu situs, di situs itu (kalo gue gak salah ngerti) dia bilang kalo double jeopardy tu bener2 serentak. beda waktu dikit ajah udah bs dibilang gak serentak. kalo pada awalnya, gue mikir serentak itu maksudnya selama kejadian pertama masih berlangsung (entah dimulainya kapan) kemudian ada kejadian kedua yg menyebabkan kenaikan tekanan lebih dahsyat, itu disebut double jeopardy. yg as i said before there is no need for an EPC to consider it as a single cause whitout any asking from the client.

jadi setelah gue baca situs itu gue mulai berfikir…bener gak nih…kalo iya bener berarti setiap ada perhitungan PRV harus diperhitungkan selalu 2/lebih kasus yg terjadi tidak secara bersamaan tp saat yg lainnya dimulai yg lainnya lagi masih berlangsung…capek deh…banyak banget dong…

yg gue tanya, kapan 2 kasus itu bisa dibilang gak serentak? apa ada batas waktu standard atau batas waktunya adalah sampai operator bs menyelesaikan masalah? kalo yg kedua, gue rasa tergantung kepinteran operatornya ni, jd agak susah…soalnya kalo operatornya saat itu gak bs menyelesaikan dg cepat, padahal sebab kedua bisa saja dtg begitu saja besamaan dg sebab pertama. atau gue kehilangan satu logika berpikir yg sangat crusial yg bs mengeliminir terjadinya 2 sebab secara tidak bersamaan tp masih double jeopardy seperti kasus disitus tersebut?

enihoi…inti dr segalanya adalah kejadian apa yg bs menyebabkan adanya akumulasi tekanan didalam suatu equipment, yg bila akumulasi ini cukup besar, akan menyebabkan terjadinya overpressure yg gak safe (seberapa besar2nya lihat postingan gue berikutnya ajah…)

here are the causes yg gue summary-in.. into my own understanding causes… sekali lagi.. ini hasil yg pengertian gue dr gue habis baca beberapa literatur (which are APIs) dan hasil diskusi bareng anak2 proses junior, dan senior, kalo ada yg kurang berkenan plis kasih tau gue…

1. segala macam hal yg menyebabkan outlet keblocked

sebab yg sangat masuk akal menyebabkan overpressure.

bayangin ajah ada suatu barang yg gak pnya jalan keluar tp terus2an diisi dg pressure tertentu. suatu saat pasti dia gak nahan dan keceplosan deh. nah apaapa yg bisa nyebabin outlet keblocked ini buanyak…

dan case by case kudu dipertimbangkan satu2. dan menyeluruh. karena selalu berbeda2 tetapi satu jua…(naon?)

bs karena power, beberapa valve outlet yg digerakkan motor, kalo powernya failure, berarti valve ada kemungkinan tertutup, dan menyebabkan overpressure. biasanya dipisahkan jadi satu kasus sendiri yaitu kasus power failure.

bs juga karena instrument air failure, valve ada yg digerakkan dengan menggunakan instrument air. kalo failure maka sesuai dg failed positionnya. kalo failed open, maka kalo instrument failed dia akan open…yg belum tentu gak menyebabkan overpressure…that’s why gak setiap kasus bisa dianggep sama. biasanya kasus yg akhirnya berbuntut open dimasukkan dalam satu kasus sendiri yaitu kasus istrument air  failure.

kesalahan operator juga bisa diperhitungkan. atau mekanik valvenya.

2. Fire

fire dalam hal ini adalah fire diluar equipment. misal: pd saat proses berlangsung normal, tiba2 ada fuel pool (bahasa=kolam/genangan bahan yg bisa terbakar) yg gak sengaja terbentuk dibawah equipment yg ignited dg source of fire… sehingga terjadi api, dan memanaskan equipment yg dr titik api setinggi 7.62m. bila equipment tersebut didalamnya memiliki liquid yg bs menguap dan berubah fase menjadi vapor, maka rentan terjadi overpressure yg cepat sekali.

maka:

1. possibility adanya HC pool disekitar equipment walaupun equipment tersebut tidak mengandung HC dan pemantik dalam hal ini adalah api atau kondisi tertentu untuk zat2 auto ignited tu selalu ada.

2. tp fire bs saja di eliminasi dg berbagai macam perlindungan(fire proofing). misal insulation, deluge system, parit2 yg bisa mengalirkan tetesan HC ke tempat yg safe, atau yg lain. tp tetep butuh persetujuan dr klien.

3. inti dr kasus fire adalah liquid bs menguap dan membuat overpressure, dan bisa menaikkan temperatur gas yg berarti bisa juga menaikkan tekanan (walaupun lbh kecil dibandingkan bila liquid)

4. equipment yg harus dipertimbangkan kasus firenya adalah yg bs menampung liquid agak lama. sedangkan yg bs mengalirkan tidak perlu. misal, pipa, gak perlu dimasukkan kasus fire. tp vessel sesudah/sebelumnya perlu…

5. luas area selimut api yg perlu dipertimbangkan sesuai standard API adalah 2500 sqft, dan setinggi 25 ft(7.62m). bila ada equipment yg diluar dr itu gak perlu dipertimbangkan pd area itu…

6. offshore biasanya dipertimbangkan lebih untuk kasus fire drpd di onshore.

3. Rupture Tube

bayangin ada tube didalam shell. keduanya telah dirancang menggunakan material tertentu yg ternyata tahan pada tekanan tertentu. ada kalanya design pressure keduanya mirip, adakalanya mmg berbeda karena kondisi operasi keduanya sangat berbeda jauh. hal ini yg akan menimbulkan masalah. bila design pressure keduanya berbeda jauh. jauhnya hingga memiliki ratio sekitar 3/2 atau diatasnya (ratio = highP / lowP ). –>angka 2/3 tergantung dr kebijakan.

perbedaan kondisi operasi diantara keduanya ini sering kali menimbulkan masalah. sering menyebabkan rupture ditube, sehingga ada kebocoran, knp?

bila tekanan operasi keduanya berbeda, biasanya diambil tekanan design yg berbeda pula. tekanan operasi rendah->tekanan design rendah dan vice versanya.

bayangin aja, pada kondisi operasi, tube bolong, trus yg bertekanan operasi gede pasti akan menyerang yg tekanan designnya rendah, dan menyebabkan overpressure secara cepat. bila tidak disediakan overpressure protection gitu, bakal mbledug kan? maka pada sisi P design lebih rendah ini lah harus disediakan protection berupa PRV atau rupture disk.

4. thermal

bayangkan saja ban sepeda, kalo dijemur diterik matahari kelamaan bisa2 lama2 jadi makin keras dan mbledug. hal ini yg harus diproteksi untuk mencegah terjadinya overpressure…

pipa2 panjang yg terbuka, juga perlu di sediakan proteksi.. walaupun pipa tersbut sdh didesign untuk kondisi ambient, tp tetep aja cuaca gak bisa diperkirakan. sehingga minimal ada PRV dg ukuran paling kecil (bila dirasa sudah memadai).

kasus thermal bila sumber thermalnya adalah matahari gak bisa dihitung sebesar apa loadnya, sehingga biasanya diletakkan ukuran terkecil atau ukuran tertentu.

kasus thermal yg karena pertukaran panas antara suatu zat pendingin/zat yg akan dipanaskan, yg terblok dan terpaksa terjadi pertukaran panas, maka zat tersebut harus disediakan proteksi. relieving load masih bisa dihitung.

sehingga untuk mengeliminir kasus thermal yg disebabkan oleh blocked outlet macam td (biasanya di Heat Exchanger) , bisa disiasatin dgn menaruh valve dg failed position yg tepat, atau dg menggunakan CSO(car seal open=memberi seal supaya valve tetap terbuka)/LO(lock open=valve dirantai supaya gak bisa nutup gak sengaja)

4. single component failure

misal ada turbin yg difungsikan untuk mengurangi pressure dan direcoveri menjadi power, maka bila komponen ini failed pressure yg tadinya dikurangi, tetep gede, hal ini bisa menimbulkan masalah…

5. reaksi yg upset 

buat yg satu ini sangat rumit. karena biasanya reaksi yg bisa menyebabkan overpressure tuh reaksi2 yg reversible yg bila mengalami gangguan sedikit aja bs upset gak jelas. nah yg susah adalah menentukan load perkiraan yg harus direlief untuk mengembalikan pressure kekedudukan semulanya.

6. multiple cascading failure

kudu ngeliat juga semua cause of overpressure td apakah bila terjadi cause of overpressure semacam yg td diatas akan menyebabkan sebab yg lain akan terjadi juga? contoh adanya local area power failure gara2 turbine failure yg menyebabkan adanya motor operated valve failure dan outlet suatu equipment terblok.

NAH! ini yg gue bilang kalo mikirin safety tu puyeng sendiri…makanya kita as engineer, akan selalu ada pihak sebagai checker diatas kita, ataubila pun kita paling atas, masih ada 3rd partnya…

adalah sebuah valve pinter yg bs ngecek apakah aliran yg keluar pompa (vol rate discharge = suction). untuk tetep nyala suatu pompa membutuhkan min flow tertentu supaya gak ngerusak. knp2nya gak akan dibahas disini. buat enaknya gue liatin gambar bagaimana rangkaian untuk arv itu.

ARV tadi diletakkan persis dipertigaan piping yg ke vessel/process dan yg kembali ke suction vessel. misal min flow untuk pompa sebesar 5 cum/h, pada normal flow, aliran yg menuju ke suction vessel tadi tertutup. sehingga pompa hanya akan mengalirkan sebesar normal flow td ke process, ketika flow yg menuju ke process mendekati nilai min, dia akan secara otomatis menutup yg kearah process dan membuka yg kearah suction. hebat bukan? semacam rambu2 lalu lintas. hehehe…

sebenernya ini adalah salah satu ide kreatip org2 instrument.cara kerjanya gak semagic itu. gak rumit dan kompleks.. coba liat gambar di bawah ini

ketika normal flow seperti diatas, flow yg menuju process menyebabkan spring load disk valve tersebut tertekan sehingga membuat disk terbuka. bukaan itu diset sesuai dg flow yg diinginkan. ketika flow berkuarng, disk mulut perlahan menutup, dan fulcrum tdk lagi seimbang. buat enaknya liat gambar dibawah dulu…

dan menyebabkan adanya aliran yg masuk menuju bagian atas piston. nah sebenernya bagian ini saya masih kurang jelas bagaimana…

they said, pada low flow, fulcrum tersebut bs membuka sedikit menyebabkan aliran melewati pilot valve, dan disk menutup sedikit, disebabkan aliran yg menuju keproses sedikit.

dan pada flow min pompa, disk menyebabkan pilot valve terbuka karena levernya mengangkat. hal ini menyebabkan adanya aliran masuk menuju keatas pilot, dan menuju ke cascade valve. coba dilihat…

cascade valve pd awalnya membuka aliran ke arah bagian bawah pilot dan aliran ini melawan pilot masuk menuju ke bagian bawah pilot. pressure yg di aliran di atas pilot, melawan pressure yg dibawah pilot menyebabkan hilang pressure di bag tersebut…hal ini diinginkan. karena kita ingin pressure yg nantinya akan masuk ke suction vessel tidak akan membesarkan pressure dlm vessel. karena yg jelas pressure keluaran discharge pasti lebih besar dr suction. bila terdapat normal flow kembali, pressure suction akan kembali menutup cascade dan kembali normal.

CMIIW yah…itulah pengertian gue selama ini. misalkan gue mendapatkan pengertian yg jauh lebih bener dr ini, i’ll tell u guys.

keberadaan valve ini bs digantikan dg restriction oripis beserta teman2nya (gak sendirian sih) yg rangkaiannya bs dilihat di artikel sebelum ini. hehehe..terpaksa anda harus membaca kalo mau tau artikelnya…BACA!!

–semua yg ada disini sumbernya gue dpt dr situsnya yarway supplier control valve yg cukup menggembirakan para instrument engineer karena produk2nya yg berkualitas dan kreatip.–

terdengar sama, dan sekilas buat yg gak ngerti2 bgt, pasti ngbayangin sama. hehehe…atau semua udah pada tau yah? karena gue gak tau…as usual, gue baca artikels, kemudian gue tulis ulang dg pengertian gue sendiri. kalo ada yg gak jelas, atau menemui sesuatu yg menurut u guys gak bnr, bilang ajah. atau yg ngerasa gak terima tulisan gue, hehehe…gue pulang gak sendirian kok. ada temennya. intinya gue mau damai, mnt maap…

kali ini gue baca artikel pnya pak nugroho wibisono. org yg sama yg bikin artikel back pressure regulator vs pressure reducer.

buat yg gak tau bedanya…sebenernya dua hal ini tuh barangnya mirip. gue bilang mirip karena gak bener2 sama. ada beda difisiknya yg kurang lebih hal ini lah yg berbuat banyak dalam perbedaan fungsi keduanya. perbedaan itu baru bs dilihat dibawah.

<a
href=”http://upieks.files.wordpress.com/2007/07/no-bevel-dan-bevel.jpg” title=”no-bevel-dan-bevel.jpg”>

bevel atau takik atau belokan di oripis ini lah yg membedakan antara keduanya.

buat lebih jelasnya, mari kita lihat profil pressure di bawah.

dr pressure profile upstream dan downstream di atas terlihat pressure yg ngdrop pada oripis dpt dikembalikan/direcoveri karena adanya takik tersebut. sehingga pressure drop upstream dan downstream gak terlalu besar. hal ini sangat diharapkan ketika kita mengeset oripis untuk flowmeter.

dan justru karena tidak ada takik di jenis yg satunya, membuat pressure drop untuk jenis ini membesar karena pressure yg sempat ngdrop tadi gak direcoveri dg lbh baik. hal ini bukan berarti buruk untuk jenis ini, karena ada kalanya kita memerlukan oripis jenis ini untuk membunuh pressure (kalo kata bos to kill the pressure) wekekek…takik dpt menyebabkan banyak hal.

sizing orifice ini sebenernya kurang lebih mirip. menjadi beda karena pressure dropnya yg satunya dijaga tertentu, dan yg satunya dijaga kecil.

btw RO ini jg dipakai untuk membatasi flow rate seperti pada CV. oleh karena itu biasanya RO digunakan untuk menggantikan CV karena mahalnya harga CV. membatasi flowrate sebenernya adalah konsekuensi dr pressure drop yg besar.

coba deh buat gampangnya gue pny kasus yg bs menggelitik logika.

ada selang yg letoy, bs dipencet2, disambung ke kran/ledeng. trus dipake nyiram. jempol dikenyot-kenyot, euy…mantebs. trus dipake untuk menyiram. selang ditutup pake jempol, jadinya airnya makin kenceng, dan jauh. tp kok hal ini gak terjadi di kran? kran makin ditutup makin kecil…kalo menurutku karena pressure dropnya makin besar ketika ditutup…hehehe sotoy bgt yah gue…

kalo dalam P&ID cara membedakannya adalah melihat equipment upstream dan downstreamnya. bila perbedaan pressurenya gak jauh2 amat berarti itu untuk flowmeter, dan yg pasti buat yg flowmeter, ada elemen pengukur/indikator flow disekitar oripis tersebut. sedangkan bila pressurenya jauh, berarti oripis itu dipake untuk mengurangi pressure aliran.

 yg kemaren sempat terlihat sewaktu ngerjain proyek, RO ini seperangkat dg yg lain tentunya, dipake untuk mengeset aliran recirculation untuk menyediakan minimum flow pompa. untuk kasus menyediakan min flow pompa ini gak dibahas disini tp dilain artikel. intinya pompa membutuhkan min flow tertentu (case by case pompa) yg harus ada bagaimanapun caranya supaya pompa ini tetep bs berjalan dan gak rusak even saat flow dr suction yg gak tau kenapa dan bagaimana, mengecil. ada control valve yg otomatis bs mengecek sekaligus menyediakan flow sebesar min back to the suction. tp MAHAL!

ada cara lain yaitu dg merangkai seperti dibawah:

kalo pake CV yg otomatis td, saat normal flow, aliran yg menuju back to the vessel ditutup. aliaran yg menuju kvessel discharge baru akan ditutup ketika mencapai min flow, dan akan membuka aliran yg back to the vessel td, menyediakan aliran balik sebesar min flow pompa.

sedangkan untuk yg menggunakan RO, pada normal flow, aliran back td tetep ada. hanya jumlah alirannya dibatasi oleh RO dan pressurenya dibunuh smp menyerupai pressure vessel.

hal ini menyebabkan untuk aliran yg sama dibutuhkan pompa dg kapasitas dan kekuatan yg sedikit lebih untuk menyediakan aliran kembali tersebut selaluu ada sekaligus aliran yg harus ada.

beda yg jelas dr keduanya sebenernya di harga investasi awal dan operasi. kalo yg CV otomatis td harga investasi awal mahal tp biaya operasinya gak. tp kalo di rangkain yg RO kebalikannya. begityu…

hal lain, RO jg dipake di aliran menuju flare header, buat ngecilin pressure dr BDV/PRV sehingga gak terlalu besar pressure yg ada dialiran menuju flare td.

tp perlu jg diperhatikan bahwa perbedaan tekanan di hole orifice td bs merugikan.

1. pressure drop tinggi berarti akan menyebabkan erosi, abrasi atau cavitasi yg akan merusak.

2. terjadi joule dan thompson effect, yg (wekekek saya jg baru tau ini istilahnya) berarti penurunan tekanan menyebabkan penurunan temperatur, yg akan menyebabkan brittle/getas, bs memecahkan valve…

3. noise yg mengganggu karena kecepatan tinggi dan vibrasi.

sizingnya cukup rumit (buat gue tentunya) tp intinya adalah kita tau pressure drop yg diinginkan, kita hitung diameter bore(lobang). dijaga supaya lobang gak kecil2 amat dg variasi banyak lobang, dan banyak plate. awalnya coba2 asumsi diameter, buat nyari konstanta2nya, terus dihitung diameter dr konstanta2 itu, trus di ulang mpe dpt diameter sama dg diameter asumsi…

sebelum ngobrol soal instrument mestinya kita ngobrol dulu soal kenapa suatu pabrik perlu dikontrol…???

sebuah plant bs dibilang dibangun dg tendensi “mendapatkan untung/laba” sehingga selain untuk memenuhi kebutuhan proses, sebuah plant didesign jg dg limitation lain yg ujung2nya duit…(gopek lagi…gopek lagi…)

limitasi itu bs berupa: safety & environment. seperti yg sdh dibilang td, ujung2nya jg duit … semakin safe suatu plant semakin hemat pengeluaran dlm hal kecelakan. dan semakin ramah lingk suatu plan, semakin populer dan digemari jg…buntut2nya duit kan???bayangin aja kejadian kyk bhopal/kyk seveso, atau kecelakaan2 lain terjadi diplant kita … pasti bakal rugi byk. atau lapindo???bknnya untung malah buntung. memang gak semua kecelakaan krn kesalahan manusia. alam jg bs menjadi faktor penyebab. tp setidaknya kita bs mengeliminasi faktor kebegoan manusianya..

sebenarnya tujuan utama pengontrolan adalah u/ membantu operator mengontrol proses yg sedang berlangsung….operator jg manusia…sering kali terbatas oleh kemampuan manusia. sedangkan proses berjalan memerlukan penjagaan ketat sehingga tidak akan terjadi sesuatu yg tdk diinginkan.

dr itu kita bs mulai berpikir apa yg perlu kita kontrol, dan apa yg menjadi parameter pengontrolan…maksudnya, misal kita akan mengontrol tekanan suatu vessel yg operator manusia tdk sanggup melakukannya precisely, maka kita butuh melakukan parameter/tolok ukur dilakukan aksi. trus kita juga butuh pengolah data dan terakhir kita butuh pelaku aksi which is inilah yg paling utama. oleh krn itu bs dikatakan sistem pengontrolan sebenarnya ada 3 hal yg penting untuk dicapai. 3 hal itu adalah:

1. bagaimana caranya harus dpt menekan pengaruh disturbance dr luar

2. bagaimana caranya harus bs memastikan process berjalan stabil

3. dan bagaimana caranya jg harus bs mengoptimasi performa proses

here we go…mari kita perjelas… 

menekan sebisa mungkin pengaruh disturbances

disturbance adalah sesuatu dr lingkungan (dr luar) yg dpt mempengaruhi suatu reaktor/equipment. biasanya disturbance ini sulit diatur oleh para operator.

misal pada kasus dibawah

• inlet masuk dg flow rate Fi, dan temperatur Ti
• inlet steam masuk dg flow rate Fst, dan Tst
• tangki diaduk spy temperatur sama di setiap titik

bila kita ingin output keluaran seragam tiap waktu kewaktu, baik temperatur maupun flownya, maka, yg kita harus lakukan dalam sistem pengontrolan :

• menjaga temperatur tetap pada tangki = Ts

• menjaga volume isi tangki tetap.

mari kita lihat satu persatu… untuk menjaga temperatur tetap sama, yg berpotensi menjadi disturbance adlh aliran masuk, sekali aliran masuk berubah, baik flownya maupun temperaturenya, akan merubah kondisi reaktor tersebut, sehingga yg kita butuhkan disini adalah sistem pengontrolan yg dpt menjaga proses berjalan sesuai keinginan kita.

dr gb diatas bs dilihat mekanisme pengontrolan… є = Ts – T data є akan dikirim ke elemen pengontrol untuk diproses dan diputuskan apa yg harus dilakukan buat mengembalikan proses kekondisi yg seharusnya … dan hasilnya akan dikirim ke elemen pengendali akhir (dalam hal ini adalah control valve) untuk dilakukan aksi.

cara ini disebut sistem pengontrolan feedback…kita mengukur apa yg akan kita kontrol…elemen pengukurnya diletakkan dalam reaktor untuk mengukur apa yg akan kita ukur. temperatur yg kita inginkan dlm reaktor adalah setpoint. dg cara lain yaitu feed forward kita jg bs lakukan pengontrolan terhadap temperatur tangki. yaitu dg meletakkan elemen pengukur di aliran masuk yg dianggap sebagai disturbance…bila dipikir secara logika cara ini lebih susah hanya saja karena kita meletakkan elemen pengukur di aliran masuk, otomatis kita bisa memberi waktu yg lebih panjang untuk respon ke aliran steam. sehingga grafik penurunan temperatur bisa diperhalus…

buat tujuan kedua yaitu mengatur volume dalam tangki supaya volumenya tetap, kita gak bs menggunakan cara tersebut karena tidak ada elemen pengukur langsung untuk volume, sehingga kita dpt mengakali spy kita masih bs mengontrol volume tangki. kita bs menggunakan elemen pengukur level, yg berarti harus ditransfer dulu ke volume…caranya tetap sama, elemen pengukur diletakkan dlm vessel, hanya saja dalam hal ini kita harus meletakkan control valve dsalah satu aliran masuk/keluar untuk mengatur laju alir yg masuk/keluar..

memastikan stabilitas proses

misalkan sesuatu yg akan kita jaga adalah variable x, ada dua macam kelakuan yg mungkin ada…istilahnya kalau gue bilang, gud boy dan bad boy. si gudboy ketika dia terganggu, tetep dia bs kembali dg caranya sendiri kejalur yg bener. nah kalo si badboy sekali terganggu, perlu adanya intervensi dr luar, guru misalnya, untuk mengembalikan dia kejalur yg benar. si gudboy ini biasanya dipanggil stable or self-regulating dan yg badboy tentu saja unstable. stable process tidak memerlukan cotroller untuk menjaga stabilitas. unstable process (explosion of HC with air) butuh.

masalahnya bagaimana caranya mengontrol suatu process yg unstable u/kembali ke jalurnya.

mengoptimasi performa proses

dari semua tahap, hal ini adalah tahap yg paling akhir dan yg bs menghemat pengeluaran dan memaksimalkan hasil, serta dapat menjaga kualitas produk.

–semua yg diatas hasil gue membaca dan gue tulis ulang dg pengertian gue sendiri dr buku incentives for chemical process control pny george stephanopoulos. buku yg kata beberapa temen adalah dasar/konsep instrument.–

Salah satu fitur yang ditawarkan oleh sebuah pengendali adalah kemampuannya untuk memberikan aksi secara reverse atau direct. Menspesifikasi apakah pengendali bekerja secara reverse atau direct merupakan hal yang sangat penting, kalau salah, bisa gawat hehe… Apa aja ya?

Untuk mengilustrasikan kenapa pake reverse atau direct, mari kita lihat gambar sebuah loop pengendali laju alir di bawah ini.

                                        

Misalkan si flow transmitter didesain untuk bekerja secara direct acting sehingga sinyal outputnya meningkat seiring dengan meningkatnya laju alir. Maksudnya? Direct acting maksutnya output pengendali meningkat kalau inputnya meningkat. Reverse acting ya sebaliknya. Dalam kasus ini, yang jadi input adalah laju alir yang terukur dan yang jadi outputnya adalah sinyal yang diberikan ke actuator (valve). Anggap sinyalnya itu udara dan anggap valvenya ini didesain sebagai air-to-open (A-O).

Pertanyaannya, apakah yang terjadi kalau dia didesain direct acting? Benarkah pilihan itu? Atau mestinya reverse acting? Tentunya, ketika laju alir terukur lebih tinggi dari set point, kita pengen mengurangi laju alir tersebut dengan menutup valve. Untuk sebuah valve yang air-to-open (A-O), sinyal output pengendali harus diturunkan, sehingga jelaslah semestinya pengendali didesain reverse acting.

Tapi gimana kalu valve pengendalinya air-to-close (A-C)? Ya kalo sekarang jadinya ketika laju alir terlalu tinggi, sinyal output pengendali harus lebih tinggi untuk menutup valve. Jadinya, pengendali direct-acting yang harus dipake.

Lantas, kapankah kita pake valve A-O atau A-C? Biasanya, pemilihan A-O atau A-C didasarkan pada pertimbangan safety. Kita bisa memilih bagaimana valve harus beroperasi (full flow atau no flow) ketika terjadi kegagalan pada transmitter. Jadi, valve A-O seringkali disebut sebai fail-closed, dan A-C disebut sebagai fail-open.

Misalnya ni, mana yang harus dipake A-O atau A-C?

1. Tekanan steam di dalam koil pemanas reaktor. Kalo ini nampak yang dipake A-O deh untuk memastikan kalo transmitter mengalami kegagalan, reaktor akan overheat. Ini biasanya mendatangkan masalah yang lebih serius dibanding kalo reaktor beroperasi pada temperatur terlalu rendah.

2. Laju alir reaktan yang masuk ke reaktor polimerisasi. Pemilihan A-O/A-C tergantung pada aplikasi: A-O dipake kalo ingin mencegah reaktor banjir (tangki kepenuhan), A-C dipake kalo biasanya nilai laju alir reaktan dekat dengan flow rate maksimum dari valve, sehingga kalo valve dibuka penuh, akan terjadi sedikit sekali perubahan pada kondisi operasi.

3. Laju efluen dari pengolahan limbah ke sungai. Yang dipake tentunya A-O, jaga-jaga kalo terjadi pembuangan yang berlebihan, atau kalo tiba-tiba proses pengolahan limbahnya gak bener (kadar bahan berbahayanya masih tinggi).

4. Laju alir air pendingin ke kondenser kolom distilasi. A-C yang dipake untuk memastikan uapyang keluar terkondensasi sepenuhnya sebelum mencapai receiver.

Terinspirasi waktu ditanyai supervisor soal A-O/A-C… & setelah baca Seborg, Edgar, & Mellichamp.

ini gue baca dr artikel oleh Arief Rahman Thanura, dan Nugroho Wibisono,”pressure reducer versus back-pressure regulator” sekedar gue tulis ulang dg bahasa gue ndiri, dan apa yg ada dlm pengertian gue …kalo salah, gak nyambung, yg salah gue, lemot dan bolot…jadi mohon dibenerin…here we go…

industri yg sdh sgt canggih pasti membutuhkan banyak kontroller yg canggih2 salah satunya pressure controller…infact controller yg canggih2 itu sebenernya tdk lebih canggih dr magic…it’s simple…hehehe(gue sok bgt yah…)

nah…3 elemen penting yg gue tau yg harus ada dalam persisteman kontroler tekanan,

1. elemen pengukur,mengukur yg akan dikontrol/disturbance, hasilnya akan dikirimkan ke pengontrol digambar diatas tu PT/biasanya PE.
2. elemen pengontrol, yg menghitung perbedaan antara proses variabel(yg terukur) dg set point (yg diinginkan) yg dikalkulasi berdasarkan algoritma tertentu (PID) hasilnya akan diteruskan berupa aksi ke elemen pengendali akhir, di gambar di atas PIC.
3. elemen pengendali akhir, biasanya berupa control valve, digambar di atas itu yg simbolnya PV.

ngomong2 soal pressure reducer dan back pressure regulator ini perbedaannya terletak pada bagian mana akan dikontrol tekanannya…bag upstream (dalam hal ini sebelum) atau downstream(yg setelah instrument).

pd pressure reducer kita mengukur sesuatu yg sebelumnya akan melewati control valve terlebih dahulu…hal ini berarti kita akan mengontrol sesuatu yg diupstream atau setelah control valve.

contohnya pada gambar berikut, pd pipa gas, yg akan kita kontrol adalah bagian upstream, trus kita taruh sensor elemennya di bag upstream itu spt digambar, ini berarti sistem tersebut adalah pressure reducer…

namun tidak selalu kita harus menggunakan pressure reducer u/ mengontrol sesuatu…kita bs saja menggunakan backpressure regulator

untuk back pressure regulator adalah lawan pressure reducer. kita akan mengontol bagian downstream. bisa dilihat digambar hbs ini…

contohnya

pressure reduser-back pressure regulator gak sama dg feedback-feedforward instrumentation gitu…

feedback-feed forward itu dibedakan berdasarkan apa yg diukur bkn dimana yg akan dikontrol…

feed back tuh yg sensor digunakan untuk mengukur yg akan dikontrol…misal kita akan mengontrol tekanan dlm bejana, maka sensornya dipasang di bejana dan yg diukur adalah pressurenya…

feed forward tuh yg sensornya digunakan untuk mengukur disturbance sesuatu yg akan dikontrol, dan aksi controller utamanya ditentukan oleh hasil yg didapat dr sensor tersebut.

kehidupan process engineer itu deket banget sama yg namanya control valve. Kita butuh control valve ini buat mensupport process manufacturing yg kita design. Setuju gak?

Misalnya kita pengen ngedesign suatu vessel buat di alirkan menuju suatu tempat secara continous (dengan rate tertentu) kita butuh sebuah alat pengatur rate supaya ratenya bisa dijaga sesuai dengan yg diinginkan. 

Apa sih control valve itu sebenernya?

Control = atur

valve = kran (huahaahahah)

Control valve adalah kran buat ngatur, ngatur apa? Ngatur kondisi operasi seperti temperature, pressure, flow dan liquid level, caranya? Caranya buka atau tutup atau buka sebagian flow sesuai dengan sinyal yg diterima dr controller. Jadi si controller ini punya data setpoint (nilainya diukur oleh sensor yg memonitor perubahan kondisi) yg bakalan dibandingin sama variable process yg diinginkan (nilainya ditentukan oleh operator).

Jadi let’s say fungsi control valve:

1. merupakan final control element
2. untuk throttling (memberikan bukaan yg presisi dg sinyal manipulated variable).

Bagian control valve :

- Actuator : bagian yg ngebuka si tutup valve (ini yg mudah dilihat secara fisik dilapangan, letaknya dibagian atas valve, besar dan khas).

Actuator ini ada yg digerakkan scr

1. pneumatic (pake air comp), pake udara bertekanan gitu buat ngebuka si tutup valve ini.
2. elektrik-hydraulic (pake listrik), atau bs jg manual. Misal MOV (baca: motor operated valve) itu hubungannya sama electrical actuator. MOV itu valve yang dilengkapi dengan electrical motor dengan system reduction gear. Jadi electrical sinyal dari DCS menggerakkan gear dalam eletric motor untuk membuka atau menutup valve. Atau solenoide valve misalnya dia biasanya pake electrical actuator, tapi tidak pake motor. Dia pake spring yang digerakkan oleh gaya electromagnetic dari solenoide yang mengelilingi spring tersebut. Biasanya juga solenoide valve itu untuk flow atau press valve yang berfungsi juga sebagai shut down valve.

 - Valve/valve body assembly: komponen mekanis yg menentukan besarnya flow ke proses karena fungsi control valve buat throttling, maka valve yg dipake adalah valve tipe throttling (globe, butterfly, diaphragm, camflex, dsb) untuk high pressure application biasanya dilengkapi dg positioner untuk menghilangkan gejala hysteresis (perbedaan bukaan valve dg manipulated variable), misalnya angel body (u/ flashing).

Pemilihan valve itu tergantung berdasarkan jenis, kalo yg biasa di oil/power plant pake high pressure globe valve, kalo liq korosif pake diaphragm, yg jelas pemilihan didasarkan pressure drop, viscous, korosif, slurry/bukan, dsb tinggal baca aja tipe2 valve dan kegunaannya. Misalnya seperti td yg udah disebutin, angel body buat flashing dan high pressure, butterfly buat high flowrate dan low pressure drop. Gate/ball valve jarang digunakan untuk control valve karena hanya bs close dan open, so biasanya dipake buat yg quick opening.

- Pneumatic vs. Hydraulics. Pneumatic menggunakan udara yg compressible, sedang hydraulic menggunakan air/oil yg incompressible. Sebagian besar industri menggunakan pneumatic dg pressure 500-700 kPa. Hydraulic biasanya menggunakan 7-35 MPa tp untuk penggunaan tertentu bs smp 70MPa.

Manfaat pneumatic

1. fluida yg digunakan bs sgt ringan dan shg supply hosesnya gak berat2 bgt.
2. Krn fluida yg digunakan biasanya hanya udara, tidak perlu pipa return untuk fluida yg digunakan dan bocor (bila ada bocor) jd tidak messy.

Manfaat Hydraulic

1. densitas energy lebih tinggi krn pressure yg digunakan jg biasanya lebih tinggi.
2. fluida yg digunakan bisasanya incompressible, untuk mendapatkan spring action minimum. Ketika fluida hidrolic yg mengalir distop gerakan aliran yg paling kecil sekalipun akan melepaskan pressure ke aliran sehingga tidak perlu melepaskan pressurized air untuk merelease tekanan load.

buat sizing control valve biasanya yg ngerjain si orang instrument/control system, tp sebagai orang process, kita yg ngasih data2 dan kita juga yg tahu sampai batas mana/bagaimana control valve yg kita inginkan… konfigurasinya dan segala segala… jadi tetep juga kita kudu tahu tetek teteknya juga… gigigig

buat itu gue sedang bikin postingan buat sizing control valve on process point of view.

gue ada satu file online… bukan bermaksud buat promosi, hacking, apapun yg negatif, cmn pengen share ilmu ajah… monggo silahken…

http://www.documentation.emersonprocess.com/groups/public/documents/book/cvh99.pdf