Penggunaan Control Valve Pada Unit Toping FRC-100-117 Untuk Mengontrol Aliran HGO (Heavy Gas Oil) (Aplikasi PT. Pertamina Up II Dumai)

PENGGUNAAN CONTROL VALVE PADA UNIT TOPING

FRC-100-117 UNTUK MENGONTROL ALIRAN

HGO ( HEAVY GAS OIL )

(APLIKASI PT. PERTAMINA UP II DUMAI)

. Disusun Oleh :

VIKTOR B SITUMORANG

025203027

PROGRAM DIPLOMA - IV

TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

Abstrak

Pada proses penyulingan pada menara destilasi yang terdapat pada unit toping, diperlukan beberapa jenis kontrol. Sistem kontrol merupakan salah satu sistem kendali yang terdapat di pabrik UP II Dumai. Tujuan pengendalian dengan menggunakan kontrol ini adalah untuk menjaga agar proses pengontrolan berlangsung sesuai dengan yang diinginkan.

PT. PERTAMINA ( Persero ) adalah salah satu industri yang bergerak dibidang produksi Bahan Bakar Minyak ( BBM ).

Salah satu instrument sistem kontrol yang digunakan adalah Kontrol Valve

FRC ( Flow Rate Control ) yang berperan dalam proses untuk mengontrol HGO ( Heavy Gas Oil ) pada unit toping yang bekerja berdasarkan prinsip air to

open, dengan menggunakan sistem diafragma, pada unit destilasi ini pemilihan material merupakan hal yang paling utama, harus disesuaikan dengan material yang dikontrolnya.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus, yang telah memelihara dan melimpahkan kasih karunia-Nya kepada penulis, sehingga Karya Akhir ini dapat diselesaikan.

Karya Akhir ini dimaksudkan adalah sebagai syarat untuk menyelesaikan Program study di Fakultas Teknik Jurusan Teknologi Instrumentasi Pabrik Diploma-IV Universitas Sumatera Utara.

Dalam proses penyusunan Karya Akhir ini, penulis telah mendapat bimbingan dan arahan dari berbagai pihak, maka untuk bantuan yang diberikan baik material, spiritual, informasi maupun administrasi. Oleh karena itu sudah sepantasnya penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada :

1. Orang tuaku yang terkasih Ayahanda T. Situmorang, dan Ibunda E. Aritonang serta saudari saya kakak saya Febrina, dan adik – adikku Winta, dan Lumongga yang telah memberi dorongan moril, material, dan doa terhadap penulis

2. Bapak Ir. Nasrul Abdi. MT sebagai Ketua Jurusan Program Diploma - IV Teknologi Instrumentasi Pabrik Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 3. Bapak Ir.A. Rachman Hasibuan selaku dosen Pembimbing dalam

penyusunan Karya Akhir.

4. Seluruh staf pengajar serta pegawai administrasi, special for brother Martin 5. Bapak Ir. Edy Sutanto MT Kepala Bagian Ahli Instrument Pertamina UP II

Dumai

7. Terkhusus kepada seseorang yang banyak memberikan semangat secara moril, dan rekan – rekan seperjuangan B’40.( Jaya Berdikari 40 )

8. Teman- teman seperjuangan angkatan 2002, Khususnya buat PARHOBAS’02 Akhir kata penulis dengan keterbatasannya sangat menyadari bahwasanya dalam penyusunan Karya Akhir ini masih banyak kekurangannya, sehingga penulis dengan tulus menerima saran dan kritik yang bersifat membangun dan kiranya dapat digunakan untuk menambah ilmu dan pengetahuan yang lebih baik di masa yang akan datang.

Dengan Kerendahan hati, penulis mohon maaf yang sebesar-besarnya atas segala kekurangan dan semoga karya akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Tuhan memberkati.

Medan, Februari 2008 Hormat Saya,

DAFTAR ISI

Lembar Pengesahan

Abstrak... i

Kata Pengantar ... ii

Daftar Isi ... iv

Daftar Gambar ... vii

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Pemilihan Judul ...1

I.2 Tujuan Penulisan Karya Akhir ...2

I.3 Batasan Masalah ...2

I.4 Metode Pembahasan ...3

I.5 Sistematika Pembahasan...3

BAB II LANDASAN TEORI II.1 Pengertian Pengontrolan...6

II.2 Karakteristik Pengontrolan...7

II.2.1 Sistem Kontrol Loop Tertutup ...7

II.2.2 Sistem Kontrol Loop Terbuka ...8

II.3 Pengertian Alat Kontrol...10

II.4 Kontroller dan Kerangan Kontrol...10

II.4.1 Kontroller ...10

II.4.2 Kerangan Kontrol ...12

BAB III TEORI UMUM CONTROL VALVE

III.1 Jenis-Jenis Control Valve...31

III.1.1 Globe Valve ...31

III.1.2 Three Way Valve ...32

III.1.3 Angle Valve ...32

III.1.4 Y-Style Valve...33

III.1.5 Cage Valve ...34

III.1.6 Saunders Valve ...34

III.1.7 Butterfly Valve...35

III.1.8 Ball Valve ...36

III.2 Prinsip Kerja Control Valve...36

III.3 Defenisi Komponen-Komponen Utama Control Valve...37

III.4 Terminologi Control Valve ...38

III.5 Spesifikasi Control Valve ...39

III.6 Keterpasangan atau Instalasi Alat ...41

BAB IV CONTROL VALVE PADA UNIT TOPING FRC-100-117 UNTUK MENGONTROL ALIRAN HGO ( HEAVY GAS OIL ). IV.1 Control Valve FRC-100-117 Pada Proses Destilasi Pada Unit Toping ... 43

IV.2 Komponen-Komponen Pembangun Control Valve FRC-100-117....45

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan...53 V.2 Saran...53

Daftar Pustaka...55 Lampiran

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Blok Sistem Kontrol Rangkaian Tertutup... 7

Gambar 2.2 Diagram Blok Sistem Kontrol Rangkaian Terbuka ... 8

Gambar 2.3 Penggerak Aksi Lurus ... 14

Gambar 2.4 Penggerak Aksi Terbalik... 15

Gambar 2.5 Perakitan Badan Kerangan ... 16

Gambar 2.6 Meterbody ... 18

Gambar 2.7 Meterbody Tabung Bourdon ... 20

Gambar 2.8 Menunjukkan Penampang Meterbody Jenis Lain Yang Disebut Meterbody Penghembus ... 21

Gambar 2.9 Sel Beda Tekanan Jenis Diafragma... 23

Gambar 2.10 Menunjukkan Penampang dari Penggeser ... 24

Gambar 2.11 Menunjukkan Bola Berisi Cairan... 24

Gambar 2.12 Transmitter Listrik ... 28

Gambar 3.1.1 Globe Valve ... 31

Gambar 3.1.2 Three Way Valve ... 32

Gambar 3.1.3 Angle Valve ... 33

Gambar 3.1.4 Y-Style Valve... 33

Gambar 3.1.5 Cage Valve ... 34

Gambar 3.1.6 Saunders Valve... 35

Gambar 3.1.7 Butterfly Valve... 35

Gambar 3.1.8 Ball Valve... 36

Abstrak

Pada proses penyulingan pada menara destilasi yang terdapat pada unit toping, diperlukan beberapa jenis kontrol. Sistem kontrol merupakan salah satu sistem kendali yang terdapat di pabrik UP II Dumai. Tujuan pengendalian dengan menggunakan kontrol ini adalah untuk menjaga agar proses pengontrolan berlangsung sesuai dengan yang diinginkan.

PT. PERTAMINA ( Persero ) adalah salah satu industri yang bergerak dibidang produksi Bahan Bakar Minyak ( BBM ).

Salah satu instrument sistem kontrol yang digunakan adalah Kontrol Valve

FRC ( Flow Rate Control ) yang berperan dalam proses untuk mengontrol HGO ( Heavy Gas Oil ) pada unit toping yang bekerja berdasarkan prinsip air to

open, dengan menggunakan sistem diafragma, pada unit destilasi ini pemilihan material merupakan hal yang paling utama, harus disesuaikan dengan material yang dikontrolnya.

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang Masalah

Sejalan dengan kemajuan dan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang semakin pesat pada saat ini, manusia selalu berusaha untuk menemukan atau menciptakan suatu peralatan yang dapat mempermudah pekerjaan teknik pengontrolan besaran. Instrumen merupakan peralatan yang sangat penting dari suatu sistem pengontrolan dan merupakan salah satu faktor yang sangat menentukan hasil produksi. Dimana peralatan instrumenlah yang mengukur, mengontrol, mendeteksi, menutup, membuka, menganalisa baik secara manual maupun otomatis. Untuk itu pengoperasian peralatan instrumen yang terkendali dengan baik dan didukung dengan keahlian operator sangat diperlukan agar proses sesuai dengan yang diharapkan.

Pada proses industri, pengendalian dilakukan dengan mengukur salah satu atau lebih variable. Hasil pengukuran ini digunakan untuk perbandingan apakah proses variable yang diukur sesuai dengan yang diinginkan. Pada umumnya proses variabel yang diukur antara lain : aliran (flow), tekanan (pressure), tinggi permukaan (level), dan suhu (temperature).

Setiap industri senantiasa memiliki peralatan elektronik sebagai peralatan kontrol maupun sebagai peralatan instrumen. Alat kontrol maupun instrumen tersebut bermacam – macam bentuk dan fungsinya. Salah satunya alat adalah

Control Valve pada unit toping yang terdapat pada UP II Dumai. Control Valve ini berfungsi untuk mengontrol aliran HGO ( Heavy Gas Oil ) pada unit toping. Dan

juga berfungsi sebagai pendeteksi untuk dikirimkan ke kontroler oleh bagian pengirim dari transmiter agar dapat dibaca diruang kontrol yang terdapat pada ruang yang lain.

Oleh karena itu penulis tertarik untuk membahas tentang “Control valve pada unit toping FRC-100-117 untuk mengontrol aliran HGO ( Heavy Gas Oil )”

sebagai judul karya akhir.

I.2 Tujuan Penulisan Karya Akhir

Sebagai pabrik yang menghasilkan Bahan Bakar Minyak dalam skala besar dengan proses produksi yang rumit, maka diperlukan sistem kontrol instrumen dalam proses destilasi untuk mendapatkan kualitas minyak sesuai dengan yang diinginkan. Dalam hal pengotrolan tersebut diperlukan sebuah peralatan instrumen yang kita sebut control valve.

Adapun yang menjadi tujuan penulisan dalam karya akhir ini adalah “ 1. Untuk mengetahui prinsip kerja dari Control Valve FRC-100-117.

2. Mengetahui penggunaan Control Valve FRC-100-117 untuk mengetahui besarnya aliran HGO pada proses destilasi pada unit toping..

3. Mengetahui material pembangun Control Valve FRC-100-117.

I.3 Batasan Masalah

Setiap industri senantiasa memiliki peralatan instrumen, salah satunya adalah Control Valve FRC-100-117 pada unit toping. Alat ini berfungsi untuk mengontrol aliran HGO pada proses destilasi pada unit toping.

Penulis merasa perlu untuk membatasi masalah yang dibahas dalam Karya Akhir ini, mengingat keterbatasan waktu, tempat, kemampuan dan pengalaman. Adapun hal – hal yang dibahas adalah :

1. Prinsip kerja Control Valve FRC-100-117 secara umum dan kegunaannya didalam pengontrolan dalam proses destilasi

2. Pemilihan material untuk Control Valve untuk mengontrol fluida jenis HGO.

3. mengetahui besarnya aliran yang melalui Control Valve

1.4 Metode Pembahasan

Metode pembahasan yang digunakan dalam penulisan Karya Akhir ini antara lain sebagai berikut :

1. Dengan mempelajari teori dan pengamatan langsung dilapangan selama Kerja Praktek (KP) serta melakukan diskusi dengan pembimbing lapangan dan juga operator lapangan.

2. Melakukan diskusi dengan Dosen Pembimbing.

1.5 Sistematika Pembahasan

Untuk mempermudah pembahasan dalam penulisan Karya Akhir ini, maka penulis membuat suatu sistematika pembahasan. Sistematika pembahasan ini merupakan urutan bab termasuk isi dari sub – sub babnya. Adapun pembahasan tersebut adalah :

BAB I : PENDAHULUAN

Pada bab ini berisikan tentang I.1 Latar Belakang Pemilihan Judul I.2 Tujuan Penulisan Karya Akhir

I.3 Batasan Masalah

I.4 Metode Pembahasan

I.5 Sistematika Pembahasan BAB II : LANDASAN TEORI

Pada bab ini penulis menjelaskan : II.1 Pengertian Pengontrolan II.2 Karakteristik Pengontrolan II. 3 Pengertian Alat Kontrol

II. 4 Controller dan Kerangan Kontrol

II.5 Transmitter

BAB III : TEORI UMUM CONTROL VALVE

Pada bab ini penulis menguraikan tentang Control Valve III.1 Jenis-Jenis Control Valve

III.2 Prinsip Kerja Control Valve

III.3 Defenisi Komponen-Komponen Utama Control Valve III.4 Terminologi Control Valve

III.5 Spesifikasi Control Valve

BAB IV : CONTROL VALVE PADA UNIT TOPING FRC-100-117

UNTUK MENGONTROL ALIRAN HGO ( HEAVY GAS OIL ).

Pada bab ini penulis menguraikan

IV.1 Control Valve FRC-100-117 Pada Proses Destilasi Pada Unit Toping

IV.2 Komponen-Komponen Pembangun Control Valve FRC-100-117

IV.3 Analisa Data

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini berisikan

.V.1 Kesimpulan V.2 Saran

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Pengontrolan

Sistem pengontrolan telah memegang peranan yang sangat penting dalam perkembangan ilmu dan teknologi. Disamping sangat diperlukan pada pesawat ruang angkasa, peluru kendali, sistem pengemudian pesawat, dan sebagainya, sistem pengontrolan telah menjadi bagian yang penting dan terpadu dalam proses-proses dalam pabrik dan industri. Misal pada proses-proses pengontrolan tekanan, suhu, kelembapan, viskositas, arus, dan aliran dalam industri proses.

Variabel yang dikontrol adalah besaran atau keadaan yang diukur dan dikontrol, dalam keadaan normal, variabel yang dikontrol adalah keluaran dari sistem, dan sistem adalah kombinasi dari beberapa komponen yang bekerja sama-sama dan melakukan sasaran tertentu. Sistem tidak dibatasi hanya pada sasaran fisik saja, konsep sistem dapat digunakan pada gejala yang abstak saja. Oleh karena istilah sistem kontrol dapat saja digunakan pada bidang ilmu lain.

Maka dapat disimpulkan sistem pengontrolan berarti mengukur nilai dari variabel sistem yang dikontrol dan menerapkan variabel yang dimanipulasi dalam sistem untuk mengoreksi atau membatasi penyimpangan nilai yang diukur dari nilai yang dikehendaki.

2.2 Karakteristik Pengontrolan

Karakteristik sistem pengontrolan dapat kita bagi dalam dua jenis sistem, yaitu :

1. Sistem Kontrol Loop Tertutup ( closed loop control system ) 2. Sistem Kontrol Loop Terbuka ( open loop control system )

2.2.1 Sistem Kontrol Loop Tertutup

Sistem kontrol umpan balik sering kali disebut sebagai sistem kontrol loop tertutup. Praktisnya, istilah kontrol umpan balik dan kontrol loop tertutup dapat saling dipertukarkan penggunaannya. Pada sistem kontrol loop tertutup, sinyal kesalahan yang bekerja, yaitu antara sinyal masukan dan sinyal umpan balik (yang mungkin sinyal keluarannya sendiri atau fungsi dari sinyal keluaran dan turunannya), disajikan ke kontroler sedemikian rupa untuk mengurangi kesalahan dan membawa keluaran sistem ke nilai yang dikehendaki. Istilah kontrol loop tertutup selalu berarti penggunaan aksi kontrol umpan balik untuk mengurangi kesalahan sistem. Dapat kita lihat pada gambar 2.1 dibawah ini.

P R O S E S

U M P A N B A LIK

O utput Input +

2.2.1 Sistem Kontrol Loop Terbuka

Suatu sistem yang keluarannya tidak mempunyai pengaruh terhadap aksi kontrol disebut sistem kontrol loop terbuka. Dengan kata lain, sistem kontrol loop terbuka keluarannya tidak dapat dipergunakan sebagai perbandingan umpan balik dengan masukan. Suatu contoh sederhana adalah mesin cuci. Perendaman, pencucian, dan pembilasan dalam mesin cuci dilakukan atas basis waktu. Mesin ini tidak mengatur sinyal keluaran yaitu tingkat kebersihan pakaian.

Dalam suatu sistem kontrol loop terbuka, keluaran tidak dapat dibandingkan dengan masukan acuan. Jadi, untuk tiap masukan acuan berhubungan dengan kondisi operasi tertentu; sebagai akibat, ketetapan dari sistem tergantung pada kalibrasi. Dengan adanya gangguan, sistem kontrol loop terbuka tidak dapat melaksanakan tugas seperti yang diharapkan. Sistem kontrol loop terbuka dapat digunakan, hanya jika hubungan antara masukan dan keluaran diketahui dan tidak terdapat gangguan internal maupun eksternal. Dapat kita lihat pada gambar 2.2 dibawah ini.

Proses

Input Output

Gambar 2.2 Diagram Blok Sistem Kontrol Rangkaian Terbuka

Masing - masing dari sistem kontrol baik itu loop terbuka maupun loop tertutup mempunyai kelebihan dan kelemahan, yaitu :

Kelebihan sistem kontrol loop tertutup adalah :

1. Tidak memerlukan kalibrasi ulang dari waktu ke waktu.

2. Dapat digunakan untuk komponen - komponen yang relatif kurang teliti dan murah untuk mendapatkan pengontrolan "plant" yang teliti.

3. Dapat digunakan pada sistem jika terdapat gangguan yang tidak dapat diramalkan pada komponen sistem.

Kelemahan sistem kontrol loop tertutp adalah :

1. Kestabilan selalu merupakan persoalan utama karena cenderung terjadi akibat kesalahan koreksi berlebih yang dapat menimbulkan osilasi pada amplitude konstan maupun berubah.

2. Harga lebih mahal dari pada sistem kontrol loop terbuka. Sedangkan kelebihan sistem kontrol loop terbuka adalah :

1. Konstruksinya sederhana dan perawatannya mudah. 2. Lebih murah dari pada sistem kontrol loop tertutup. 3. Tidak ada persoalan kestabilan.

Kelemahan sistem kontrol loop terbuka adalah :

1. Gangguan dan perubahan kalibrasi akan menimbulkan kesalahan, sehingga keluaran mungkin berbeda dengan yang diinginkan.

2. Untuk menjaga kualitas yang diperlukan pada keluaran diperlukan kalibrasi ulang dari waktu ke waktu.

2.3 Pengertian Alat Kontrol

Variabel yang dikontrol adalah besaran atau keadaan yang diukur dan dikontrol. Variabel yang dimanipulasi adalah besaran atau keadaan yang diubah oleh kontroller untuk mempengaruhi nilai variabel yang dikontrol. Dalam keadaan normal, variabel yang dikontrol adalah keluaran dari sistem. Kontrol berarti mengukur nilai dari variabel yang dikontrol dan menerapkan variabel yang dimanipulasi ke sistem untuk mengoreksi atau membatasi penyimpangan nilai yang diukur dari nilai yang dikehendaki.

Jadi kesimpulannya, alat kontrol adalah suatu alat yang sengaja diproses dan diprogram sesuai dengan keinginan dari pemakai. Sebagai contoh adalah sistem kontrol suhu ruangan, dengan suhu ruangan sebenarnya dan membandingkannya dengan suhu acuan ( Suhu yang dikehendaki ), termostat menjalankan alat pemanas atau pendingin, atau mematikannya sedemikian rupa, sehingga memastikan suhu ruangan tetap pada suhu yang nyaman tidak tergantung dari keadaan suhu di luar rungan.

2.4 Kontroller dan Kerangan Kontrol 2.4.1 Kontroller

Kontroller berfungsi untuk mengatur agar keadaan yang sedang berlangsung dari suatu proses dapat berlangsung sesuai dengan keadaan yang diinginkan dari proses itu. Pengontrolan dapat dilakukan dengan tangan manusia dan dapat dilakukan dengan alat pengatur otomatis.

Akan tetapi, sebelum kita masuk ke pokok pembicaraan, terlebih dahulu kita akan melihat beberapa istilah yang erat hubungannya dengan Kontroller.

1. Range

Batasan selalu terdiri dari dua nilai yaitu nilai terendah dan nilai tertinggi. Misalnya batasan sebuah Kontroller adalah 0 – 100.

Nilai 0 disebut nilai batasan terendah ( Lower Range Valve ).

Sedang nilai 100 disebut nilai batasan tertinggi ( Upper Range Valve ).

2. Span

Bila batasan kontroller dari 0 – 100 maka span dari kontroller itu adalah 0, Span yang dimulai dengan angka 0 disebut Eleveted Span, sedangkan yang dimulai dengan angka dibawah 0 ( minus ) disebut Supressed Span.

3. Reading

Reading adalah nilai yang sedang berlaku dalam proses, reading terdiri dari dua jenis yaitu :

- Correct Reading, yaitu nilai sebenarnya

- Instrument Reading, yaitu nilai yang ditunjukkan oleh alat ukur. 4. Sinyal Fisik

Sinyal pneumatik atau listrik yang digunakan pada kontroller yaitu : - . Untuk sinyal pneumatik 3 – 15 Psi atau 0,2 – 1 Kg/Cm2

- . Untuk Sinyal Elektrik 1 – 5 Volt 4 – 20 mA 5. Sinyal Skala

Sinyal indikasi yang diberikan Kontroller dalam bentuk persen. Umumnya 0 – 100 %.

6. Gangguan ( Disturbancies )

Perubahan yang terjadi pada operasi kontroller. Perubahan ini biasanya ditimbulkan oleh :

-. Perubahan Set Point -. Perubahan input -. Perubahan beban

Dan masih banyak istilah – istilah lain yang di pakai pada proses kontroller. Pada proses kontrol, kecematan terhadap alat penunjuk haruslah tetap diperhatikan.agar kita mendapatkan produk sesuai dengan yang kita inginkan.

2.4.2 Kerangan Kontrol

Kerangan kontrol mengatur catu materi atau energi untuk satu proses dengan mengatur suatu bukaan melalui mana materi itu mengalir. Jadi, kerangan kontrol adalah Orifice yang berubah-ubah, yang ditempatkan pada satu pipa proses.

Rumus untuk aliran melalui orifice adalah :

Q = C . A

P

Dimana :

Q = Besarnya aliran, cairan ( gpm ), gas ( scfh ), uap ( lb/h ) C = Konstanta ( tetepan ) untuk keadaan aliran

A = Luas penampang pipa

P = Tekanan yang melalui kerangan. ( Psi )

Besaran aliran melalui suatu kerangan adalah berbanding pada bidang bukaan dan jatuh melalui kerangan itu. Bidang bukaaan kerangan berubah – ubah

sesuai dengan persen langkah kerangan sedang tekanan jatuh melalui kerangan berubah – ubah sesuai dengan kondisi hilir kerangan itu. Kondisi hilir suatu kerangan ditentukan oleh proses yang bersangkutan, seperti keadaan pipa – pipa, bejana dan peralatan – peralatan lainnya dalam proses itu ditempatkan.

Kapasitas melalui sebuah kerangan kontrol dinyatakan dengan notasi Cv,

Cv adalah sejumlah laju aliran air dalam satuan gallon/menit yang dapat dialirkan

melalui kerangan ketika kerangan itu terbuka penuh dan terdapat pressure drop sebesar 1 psi pada keadaan suhu dan tekanan standart.

Untuk Cairan :

Cv = Q

P G 

Untuk Gas

Cv =

1360

G

) (P₂ P TfG 

Untuk uap :

Cv =

3 , 63 Q P V  Dimana :

Q = Laju aliran cairan ( gpm ), gas ( scfh ), uap ( lb/h ) G = Berat jenis ( Kg/cm3 )

P = Pressure drop dalam psi ( Psi )

P1 = Tekanan mutlak upstream kerangan ( Psi )

P2 = Tekanan mutlak downstream kerangan ( Psi )

V = Spesifikasi volume downstream ( feet/lb )

Kerangan kontrol pada umumnya terdiri dari dua bagian pokok, yaitu : 1. Penggerak ( Aktuator )

2. Perakit Badan Kerangan ( Valve Body )

DIAFRAGMA PELAT DIAFRAGMA

RUMAH DIAFRAGMA PEGAS PENGGERAK

SAMBUNGAN SINYAL PENGGERAK

TIANG PENGGERAK DUDUKAN PEGAS

PENYETEL PEGAS PENGHUBUNG TIANG PENGERAK

SKALA PENUNJUK BUKAAN

YOKE

RUMAH DIAFRAGMA

DIAFRAGMA SAMBUNGAN SINYAL

PENGGERAK

PELAT DIAFRAGMA

PEGAS PENGERAK

TIANG PENGGERAK DUDUKAN PEGAS

PENYETEL PEGAS PENGHUBUNG TIANG

PENGGERAK

SKALA PENUNJUK BUKAAN

TOKE

Gambar 2.4 Aksi Terbalik

Gambar 2.3 menunjukkan skematik alat penggerak aksi lurus sedangkan gambar 2.4 menunjukkan skematik aksi terbalik, penggerak ini diproduksi oleh perusahaan fisher dan termasuk penggerak pneumatik.

Bagian –bagian penting dari penggerak ini adalah : 1. Sambungan sinyal penggerak

2. Rumah difragma 3. Diafragma 4. Plat diafragma 5. Pegas penggerak 6. Dudukan pegas 7. Penyetel pegas

8. penghubung tiang penggerak 9. Yoke

Sinyal pneumatik dari kontroler atau alat bantu kontroler atau positioner masuk rumah diafragma melalui sambungan sinyal penggerak, sinyal ini ditumpukkan pada diafragma yang ditompang dengan plat diafragma, gaya yang dihasilkan sinyal ( diafragma ) kemudian dilawan oleh pegas penggerak. Pegas ini mempunyai nilai penekanan awal tertentu yang kemudian dapat diatur melalui penyetel pegas, jadi letak kedudukan penggerak adalah hasil keseimbangan kedua gaya itu.

Sedangkan gaya – gaya itu adalah tergantung pada luas bidang diafragma pegas seperti ini dapat digunakan pada kerangan – kerangan globe, Saunder, Butterfly, dan kerangan Ball.

Sewaktu tekanan sinyal pneumatik hilang, pegas penggerak akan mengembalikan ke posisi sebelum tekanan pneumatik atau listrik masuk ke rumah diafragma, sifat ini sangat baik untuk sistem keselamatan pada proses dimana pegas itu memungkinkan aksi udara untuk menutup ( Air To Close ), dan udara untuk membuka ( Air To Open ) pada kerangan yang bersangkutan.

TIAMG SUMBAT KERANGAN

PERAKITAN BONNET

SUMBAT KERANGAN

BADAN

Gambar 2.5 menunjukkan skematik perakitan badan kerangan, Perakitan badan kerangan terdiri dari bagian – bagian pokok sebagai berikut :

1. Tiang Sumbat Kerangan 2. Sumbat Kerangan 3. Perakitan Bonnet 4. Badan

2.5 Transmitter

Dalam dunia industri, biasanya digunakan dua jenis transmitter, yang kedua – duanya digunakan untuk mengetahui skala pengontrolan yang biasanya dipasang atau digunakan pada control valve.

Jenis transmitternya adalah : 1. Transmitter Pneumatik 2. Transmitter Elektrik 2.5.1 Transmitter Pneumatik

Pada dasarnya Transmitter pneumatik berfungsi untuk mengubah sinyal proses menjadi sinyal pneumatik. Serta mengirimkan sinyal pneumatik itu ke alat penerima seperti pencatat, pengatur, dan penunjuk.

Transmitter pneumatik pada umumnya terdiri dari dua bagian yaitu : -. Bagian perasa

-. Bagian pengirim

Karena pneumatik proses yang umum ada empat macam yaitu Pressure,

dari keempat variabel ini sering disebut Pressure Transmitter ( PT ), Level

Transmitter ( LT ), Temperatur Transmitter ( TT ), dan Flow Transmitter ( FT ). A. Bagian Perasa ( Detektor )

Bagian perasa berfungsi untuk mengubah sinyal proses kedalam bentuk gerak – gerak mekanik. Misalnya, suhu dari minyak sebelumnya adalah 1000C, beberapa detik kemudian menjadi 1100C, maka perubahan 100C ini merupakan sinyal yang harus diubah oleh bagian perasa ( detektor ) kedalam bentuk pergerakan mekanik.

Detektor yang sering digunakan pada sistem transmisi pneumatik adalah : -. Meterbodi ( Meterbody )

-. Sel Beda Tekanan -. Penggeser ( Displacer )

-. Bola Berisi Cairan ( Liquid filled Buld ) a. Meterbodi

Pada meterbodi menunjukkan penampang dari meterbodi yang dipergunakan untuk mendeteksi tekanan. Meterbodi seperti ini disebut Remote Seal Diaphram Bourdoun Tube Meterbody. Meterbodi jenis ini dapat kita lihat pada gambar 2.6 di bawah ini.

5

4

6

8

1

2

3

7

Remote Seal Diaphram terdiri dari bagian-bagian sebagai berikut : 1. Plensa Penghubung (Process Connecting Flange)

2. Diafragma Penyekat (Seal Diaphram) 3. Pipa Kapiler (Capility Tube)

4. Elemen Perasa (Sensing Element) 5. Lengan Pemuntir (Torque arm) 6. Batang Pemuntir (Torque Rod) 7. badan (Body)

8. Penutup (Cover)

Prinsip kerja dari Remote Seal Diaphram Meterbody adalah sebagai berikut : - Pipa Kapiler, bagian dalam diafragma Penyekat Tabung Bourdoun diisi

dengan cairan kental.

- Perubahan tekanan proses mengakibatkan diafragma penyekat bergerak mundur-maju. Ini mengakibatkan tekanan cairan kental berubah.

- Berubahnya tekanan cairan kental pada elemen perasa (sensing Element) mengakibatkan Tabung Bourdon itu bergerak-gerak mengembang atau menyusut.

- Pergerakan Lengan Pemuntir kemudian diterima oleh Batang Pemuntir dan diteruskan ke Bagian Pengirim dari Transmitter Tekanan (Pressure

Transmitter)

- Dengan kalibrasi yang sempurna maka pergerakan dari Batang Pemuntir dapat dibuat sebanding dengan perubahan tekanan proses.

Meterbodi dan jenis diafragma Penyekat bila tidak dilengkapi dengan Pipa Kapiler, Diafragma penyekat dan cairan kental disebut sebagai : Meterbody Tabung Bourdon.

1

5

3

2

4

Gambar 2.7 Meterbody tabung Bourdon Keterangan Gambar :

1. Perasa

2. Lengan Pemuntir 3. Batang Pemuntir 4. Badan

5. Penutup

Gambar 2.7 menunjukkan penampang dari Bourdon Tube Meterbody.

Meterbodi ini sebenarnya sama dengan Remote Seal Diaphram Meterbody

Berbeda dengan Seal Diaphram Meterbody dimana gas atau cairan proses tidak langsung berhubungan dengan Element Perasa maka pada Meterbodi Tabung Bourdon dari gambar 2.7 materi proses adalah berhubungan dengan Elemen Perasa, karena itu Meterbodi seperti ini tidak cocok dipergunakan untuk uap, gas-gas korosif dan cairan-cairan berat.

Untuk uap, gas-gas korosif dan cairan-cairan berat biasanya dipergunakan Seal Diaphram Meterbody. Seal Diaphram Meterbody dapat kita lihat pada gambar 2.8 di bawah ini.

Gambar 2.8 Menunjukkan penampang meterbodi jenis lain yang disebut : Meterbodi penghembus

Keterangan gambar :

1. Penutup 2. Elemen Perasa 3. Lengan Pemuntir

4. Batang Pemuntir 5. Badan

6. Pembatas Langkah

Perbedaan antara Penghembus dan Meterbodi tabung Bourdon adalah terletak pada elemen Perasanya dimana Meterbodi Tabung Bourdon memakai tabung Bourdon sedangkan Meterbodi penghembus memakai penghembus sebagai Elemen Perasa.

Sama halnya dengan Meterbodi Tabung Bourdon, Meterbodi penghembus juga dapat dimodifikasi sehingga menjadi Remote Seal Diaphram Bellow Meterbody

dengan menambahkan diafragma penyekat, pipa cairan ini umumnya sama seperti yang dipergunakan pada Termometer Isi Cairan (Liquid Filled Thermometer).

Prinsip kerja dari Meterbodi penghembus juga sama seperti Meterbodi Tabung Bourdon dimana perubahan tekanan proses menghasilkan gerak mundur-maju pada penghembus.

Kemudian gerak mundur-maju dirobah menjadi gerak setengah melingkar pada Batang pemutir melalui Lengan Pemulir.

b. Sel Beda Tekanan ( Diffrential Pressure Cell )

Sel beda tekanan dapat dipergunakan untuk pressure transmitter, level

transmitter, dan flow transmitter.Elemen perasa dari detektor sel beda tekanan dapat berupa diafragma dan penghembus. Sel beda tekanan dapat kita lihat pada gambar 2.9 di bawah ini.

BATANG GAYA

DIAFRAGMA PENYEKAT

DIAFRAGMA BENTUK KAPSUL

BATANG LENTUR

Gambar 2.9 Sel Beda Tekanan jenis Diafragma

Detektor ini tidak mempunyai batang pemuntir dengan gerak memuntir, melainkan hanya mempunyai batang lentur yaitu batang penghubung yang menghubungkan dengan difragma dengan batang gaya.

c. Penggeser ( Displacer )

Penggeser dapat dipergunakan sebagai detektor pada level transmitter. Perubahan tinggi permukaan cairan akan menghasilkan pergerakan pada penggeser ( Elemen Perasa ).

Selanjutnya pergerakan dari penggeser diteruskan melalui batang pemuntir yang dihubungkan dengan lengan pemuntir sehingga menghasilkan gerak memuntir pada batang pemuntir, dapat kita lihat pada gambar di bawah 2.10 ini

TUAS PEMUNTIR

TABUNG PEMUNTIR

POROS GERAK

PENGGESER

Gambar 2.10 Menunjukkan Penampang dari Penggeser

d. Bola Berisi Cairan ( Liquid Filled Bulb )

Bola berisi cairan yang disambungkan dengan meterbodi dapat dipergunakan sebagai detektor untuk mengukur suhu.Perubahan suhu proses menyebabkan cairan pada bola mengembang dan memberikan tekanan yang lebih besar pada meterbodi element perasa sehingga elemen perasa ini bergerak, dapat kita lihat pada gambar 2.11 di bawah ini.

PENERIMA TEKANAN

PIPA KAPILER

Gambar 2.11 Menunjukkan Bola Berisi Cairan

B. Bagian Pengirim

Bagian pengirim dari transmitter pneumatik berfungsi untuk mengubah gerak-gerak mekanik detektor kedalam bentuk sinyal pneumatik, salah satu contoh dari bagian pengirim transmitter pneumatik adalah : Transmitter gaya seimbang. Bagian – bagian pokok dari transmitter ini adalah :

1. Penyetel titik nol

Berfungsi untuk mendapatkan titik nol dari batasan operasi transmitter.

2. Pengimbang kedua

Berfungsi sebagai batang yang meneruskan gaya gerak balas terhadap gaya gerak pengimbang utama.

3. Kapsul pengimbang balik

Kapsul yang berisi diafragma penggerak pengimbang kedua. 4. Pemancar

Berfungsi sebagai buangan udara penggerak diafragma besar pada relay pilot.

5. Pembalik

Berfungsi sebagai penutup. 6. Pembatas beban balik berlebih

Berfungsi sebagai ganjal pembatas gerak pengimbang utama 7. Pengimbang utama

Berfungsi sebagai batang penerus gerak – gerak mekanik setengah melingkar dari batang pemuntir pada detektor.

8. Pipa – pipa kapsul pengimbang

Berfungsi sebagai pipa penyalur udara penghasil gaya gerak balas terhadap gaya gerak utama

9. Pipa untuk pemancar

Berfungsi sebagai pipa penyalur udara untuk pemancar 10. Penyetel batasan lebar

Berfungsi sebagai penyetelan untuk memperlebar bidang gerak pengimbang utama

11. Penyetel batasan sempit

Berfungsi sebagai penyetelan untuk mempersempit bidang gerak pengimbang utama

12. Relai pitot

Berfungsi sebagai kerangan pengatur tekanan udara instrumen output dari transmitter

13. Pegas peninggi atau penekan

Berfungsi sebagai penyetelan untuk menaikkan skala perbandingan antara variabel proses dengan tekanan udara instrumen output.

Prinsip kerja dari transmitter gaya seimbang adalah

1. Pergerakan dari batang pemuntir menghasilkan pergerakan maju – mundur pada pengimbang utama

2. Bergeraknya pengimbang utama akan mengubah kedudukan pembalik sehingga menjauhi atau mendekati pemancar

3. Bila pembalik menjauhi pemancar maka “tekanan balik” udara penggerak diafragma besar pada relai pilot akan berkurang dari sebelumnya, sebaiknya bila pembalik mendekati pemancar, “tekanan balik” udara penggerak diafragma besar pada relay pilot akan bertambah dari sebelumnya

4. Berubahnya “tekanan balik” udara penggerak diafragma besar pada relay pilot akan mengubah perubahan karangan pilot pada relay untuk membuka atau menutup

5. Bila kerangan pilot membuka maka tegangan udara instrumen output bertambah, sebaliknya bila kerangan pilot menutup, tekanan udara instrumen output menjadi berkurang. Dengan demikian pergerakan dari batang pemuntir menghasilkan perubahan pada tekanan udara instrument output

6. Perhatikan bahwa udara instrumen output juga dikirim ke kapsul pengimbang balik

7. Tekanan udara instrumen output akan terus bertambah atau berkurang sampai pengimbang mendapat gaya balas yang sama besar dari kapsul pengimbang balik melalui pengimbang utama. 8. Sekali gaya pada pengimbang utama sama dengan gaya

pengimbang kedua maka tekanan udara instrumen output tidak berubah lagi.

2.5.2 Transmitter Listrik

Sama halnya dengan transmitter pneumatik, transmitter listrik juga terdiri dari dua bagian pokok, yaitu :

-. Bagian Perasa -. Bagian Pengirim

Transmitter listrik ini dapat kita lihat pada gambar di bawah 2.10 ini.

Gambar 2.12 Transmitter Listrik

Keterangan gambar :

1. Pengimbang utama

2. Pegas peninggi dan pegas titik nol 3. Peredam

4. penyetelan batasan 5. Pengimbang Kedua 6. Pembatas Langkah

7. Kesatuan Magnet 8. Pegas Bias 9. Detektor

10.Kesatuan O.P.D 11.Menunjukkan Out-put

Transmitter ini juga termasuk gaya seimbang, detektor pada transmitter ini dapat berupa meterbodi, sel beda tekanan, bola berisi cairan, dan penggeser. Prinsip kerja dari transmitter listrik ini adalah :

1. Batang pemuntir dari detektor ( Bagian Perasa ) disambungkan dengan pengimbang utama dari bagian pengirim, sehingga pergerakan dari batang pemuntir menghasilkan pergerakan dari pengimbang utama. 2. Pergerakan dari pembanding utama mengubah jarak antara kedua

ferrite dari detektor bagian pengirim.

3. Berubahnya jarak antara kedua ferrite menghasilkan perubahan pada induktansi pick-up coil

4. Perubahan induktansi dari pick-up coil menghasilkan perubahan pada out-put osilator

5. Perubahan pada out-put osilator menghasilkan perubahan pada nilai arus listrik yang keluar dari transmitter. Dengan demikian, perubahan pada variabel proses yang dirasakan oleh detektor pada bagian perasa dapat menghasilkan perubahan pada nilai arus listrik yang keluar pada bagian pengirim

6. Perhatikan bahwa sebagian dari out-put osilator dikirim ke kesatuan magnet sehingga akan terjadi gaya tolak – menolak pada kesatuan magnet. Gaya tolak – menolak pada kesatuan magnet akhirnya akan menghasilkan pergerakan pada penghubung kedua.

7. Pergerakan atau gaya pada penghubung kedua diteruskan ke pengimbang utama melalui penyetelan batasan. Gaya pengimbang kedua adalah melawan gaya pada pengimbang utama. Dengan demikian akan dihasilkan kedudukan dimana perubahan jarak antara ferrite akan sebanding dengan perubahan variabel proses yang dirasakan oleh detektor.

BAB III

TEORI UMUM CONTROL VALVE

Control Valve memainkan peranan penting dalam proses pengontrolan pada pabrik – pabrik modren, pada umumnya alat ini digunakan untuk mengontrol laju aliran cairan dan gas.

Kontrol yang demikian biasanya digunakan untuk beberapa proses misalnya : pertukaran energi, pengurangan tekanan, dan yang paling sederhana untuk mengisi tangki.

Berikut ini akan di bahas lebih dalam mengenai Control Valve. 3.1 Jenis-Jenis Control Valve

Control Valve pada umumnya yang sering digunakan pada industri modren pada saat ini dapat dikategorikan atas beberapa jenis control valve,dan yang penggunaannya disesuaikan dengan kebutuhan, jenis – jenisnya adalah :

3.1.1 Globe Valve

Control valve jenis Globe merupakan salah satu jenis kontrol yang paling sering digunakan, terdiri dari dua jenis yaitu single seated dan double seatad . Dan biasa digunakan untuk mengontrol fluida dengan kapasitas kecil,dengan ukuran pipa berukuran satu inci atau bahkan lebih kecil. Control Valve jenis Globe ini dapat kita lihat pada gambar 3.1 di bawah ini.

Gambar 3.1 Globe Valve 3.1.2 Three Way Valve

Jenis Control Valve ini terdiri dari satu lubang masuk dan dua lubang keluaran. Kita dapat mengontrol sesuai dengan kebutuhan, jenis Control Valve ini Biasa digunakan apabila ada dua jenis fluida yang berbeda, biasanya perbedaan ini didasarkan pada perbedaan suhu dan jenis fluida yang dikontrol.

Jenis Three Way Valve dapat kita lihat pada gambar 3.2 dibawah ini.

Gambar 3.2 Three Way Valve 3.1.3 Angle Valve

Angle Valve pada umumnya dirancang untuk pengontrol media jenis hidrokarbon. Dan konstruksi bagian dalam dari control valve jenis ini tahan

terhadap tekanan tinggi dan juga sangat baik digunakan untuk mengontrol jenis cairan tertentu seperti cairan yang cukup berbahaya, contohnya cairan radioaktif.

Control Valve Jenis Angle ini dapat kita lihat pada gambar 3.3 dibawah ini.

Gambar 3.3 Angle Valve 3.1.4 Y-Style Valve

Jenis Y-Style valve ini sering digunakan untuk mengontrol jenis cairan. Cairan yang biasanya dapat di kontrol adalah cairan metal atau dapat juga berupa cryogenetic, pada gambar 3.4 di bawah menunjukkan control valve jenis Y-Style valve yang digunakan untuk mengontrol jenis hydrogen, digunakan jenis ini karena mampu menahan tekanan yang sangat tinggi dan tahan terhadap temperatur tinggi.

3.1.5 Cage Valve

Jenis Kontrol ini sering digunakan untuk mengontrol alairan dengan kapasitas aliran yang tinggi, karena control Valve jenis ini dapat dengan mudah menahan jenis aliran yang tinggi, dan bahan gasket pada umumnya terbuat dari logam yang sangat fleksibel.Control Valve jenis ini dapat kita lihat pada gambar 3.5 di bawah ini.

Gambar 3.5 Cage Valve

3.1.6 Saunders Valve

Control valve jenis Saunders valve, pada umumnya digunakan bila fluida yang akan di kontrol memiliki sifat korosi yang tinggi, dan apabila fluida yang akan di kontrolnya mengandung butiran – butiran atau partikel – partikel kecil padat. Sehingga untuk mengatasinya pada lapisan bagian dalam biasanya digunakan bahan yang terbuat dari gelas atau kaca, plastik atau teflon, karena akan memiliki permukaan yang lebih halus dan licin dan juga sangat baik untuk mengatasi terjadinya tumpukan karat dalam control valve tersebut. Jenis saunders valve ini dapat kita lihat pada gambar 3.6 di bawah ini.

Gambar 3.6 Saunders Valve 3.1.7 Butterfly Valve

Butterfly Valve sering digunakan karena kontrol jenis ini lebih dominan dalam aplikasi kontrolnya. Kontrol jenis ini dibuat dalam tiga tingkatan : Standart, menengah, dan beban berat. Tingkatan ini di klasifikasikan atas dasar besarnya tekanan yang akan di terima kontrol, jenis standart digunakan bila beda tekanan yang didapat oleh kontrol rendah, dan jenis menengah apabila tekanan yang diterimanya tidak terlalu besar, dan jenis beban berat di gunakan apabila beda tekanan yang di terima sangat besar.Control Valve jenis ini dapat kita lihat pada gambar di bawah 3.7 ini.

3.1.8 Ball Valve

Control Valve jenis Ball Valve sering digunakan karena bentuknya sangat sederhana karena hanya berbentuk parabola pada bagian portnya. Kontrol jenis ini sangat baik di gunakan untuk mengontrol fluida yang memiliki kapasitas laju aliran yang tinggi, selain itu juga dapat digunakan untuk mengontrol fluida dengan kapasitas laju aliran yang rendah.

Control Valve jenis Ball valve ini dapat kita lihat pada gambar 3.8 di bawah ini.

Gambar 3.8 Ball Valve 3.2 Prinsip Kerja Control Valve

Control Valve terdiri dari dua jenis bila berdasarkan prinsip kerjanya. Yaitu :

1. Jenis Air To Open 2. Jenis Air To Close

Jenis Air To Open bekerja bila Control Valve mendapatkan sinyal maka katup kontrol akan membuka, dan jenis Air To Close bekerja bila mendapat sinyal maka kontrol akan menutup.

3.3 Defenisi Komponen-Komponen Utama Control Valve

Yang kita bahas di sini adalah bagian – bagian utama dari control valve, bagian – bagian utamanya adalah Tutup Katup ( Valve Bonnet ), Paking Kotak Kemasan ( Packing Box Assembly ), Batang Katup (Batang Katup ), Bonnet, Badan Katup.

Tutup katup ( Valve Bonnet )

Tutup katup adalah bagian paling atas dari badan katup yang dapat dilepas sebagai sub rakitan dan biasanya dihubungkan dengan badan dengan baut pengetat. Tutup katup ini juga merupakan salah satu bagian yang mendapatkan tekanan yang besar.

Kemasan Kotak Paking ( Paking Box Assembly )

Tujuan dari paking kotak ini adalah untuk mencegah terjadinya kebocoran cairan saat proses pengontrolan berjalan. Paking ini juga harus mampu menahan tekanan tinggi dan suhu tinggi, sehingga bahan paking harus memenuhi semua ketentuan, maka dalam seleksi pemilihan bahan paking harus dilakukan dari berbagai bahan yang memenuhi ketentuan khusus. kotak paking ini harus menggunakan pengikat paking, ring lantern, dan sejumlah ring paking ruang. Batang Katup ( Valve Stems )

Batang katup ini menahan beban dari aktuator ke plug, sehingga pada bagian ini dibebankan pada ujung batang dengan penahan horizontal pada masing – masing ujung. Maka batang akan menekuk jika mendapat beban berlebih, pemilihan dari jenis batang katup yang di gunakan adalah berdasarkan kekakuan batang untuk menahan lekukan.

Bonnet

Perakitan bonnet mencakup bagian – bagian pencegah bocoran sepanjang batang katup, batang katup dijaga agar jangan longgar dan bergerak menyimpang. Untuk itu diperlukan penuntun yaitu sumbat kerangan.

Badan Katup

Pada badan katup pembahasan lebih terfokus pada pemilihan jenis material penbuatan badan katup, pada roses pemilihan material pembangunnya di dasarkan pada jenis fluida yang akan melaluinya, dengan memperhatikan tinggi rendahnya temperatur, tekanan, dan kemampuan fluida terhadap terjadinya karat atau

pengikisan.

3.4 Terminologi Control Valve

Control Valve merupakan salah satu jenis alat kontrol yang sangat memegang peranan penting dalam suatu proses produksi, dan paling sering digunakan adalah dengan ukuran antara 2 inci sampai 32 inci atau lebih, untuk yang bertekanan rendah atau yang bertekanan tinggi. Control Valve dimodifikasi untuk meminimumkan kebocoran atau mungkin kendala lain yang sering dialaminya, termasuk sudut dudukan dan penggunaan alat – alat penyusunnya

Karena desain badannya yang sederhana, maka Control Valve dapat memberikan penyesuaian dalam batasan suhu bahan, termasuk suhu dari zat- zat kimia yang bersuhu tinggi. Tetapi perlu diperhatikan juga bahan – bahan pembentuknya, misalnya bahan aktuator, bonnet, dan lain- lain, semua bahan pembentuknya harus disesuiakan dengan fluida yang akan dikontrol. Agar proses pengontrolan dapat berjalan sesuai dengan apa yang kita inginkan. Pada

umumnya, bahan pembentuk Control Valve terbuat dari jenis logam yang tahan terhadap temperatur tinggi dan tahan karat.

3.5 Spesifikasi Control Valve

Spesifikasi Control Valve di dasarkan pada Body, Actuator, Positioner, Transmitter, Service Conditions.

Body

Sesuai dengan pembahasan pada sub bab sebelumnya, type body control valve ada beberapa jenis, yaitu : jenis globe, angle, three-way, butterfly, saunders, cage, Y-style dll, yang pemilihan penggunaannya didasarkan pada jenis material pembangunnya yang disesuaikan dengan kebutuhan, biasanya keterpasangannya berdasarkan besar pipa dalam ukuran inci, juga perakitan bodi yang didalamnya terdapat plat diafragma, packing, stems, dll.

Actuator

Aktuator juga terdiri dari beberapa jenis yaitu : - Aktuator diafragma

Aktuator jenis ini umumnya berbentuk diafragma fleksibel, sistem kerjanya bila ada sinyal udara yang menghasilkan tekanan terhadap diafragma, baik tekanan tinggi atau rendah, maka diafragma akan langsung merespon.

- Aktuator piston

Aktuator jenis piston umunnya terbuat dari besi tuang sehingga mempunyai rating tekanan yang tinggi, karena mempunyai rating tekanan yang tinggi, sehingga pada diameter kecil memiliki gaya yang sangat tinggi.

- Aktuator hidroelektrik

Ada banyak peningkatan penerimaan instrumen kontrol listrik dalam suatu proses kontrol, jenis ini disamping menghasilkan error pneumatik juga dapat mengkoreksi sinyal, menghasilkan berbagai sinyal listrik berdaya rendah yang bersifat transducer.

- Aktuator servo kinerja tinggi

Aktuator jenis ini digunakan untuk mengatasi tekanan tinggi yang bisa saja tiba - tiba terjadi atau sangat ekstrim yang membutuhkan pembukaan dari katup secara cepat yagn mengarahkannya pada frekuensi gerakan yang sangat tinggi.

- Aktuator elektro mekanika

Aktuator jenis ini terdiri dari roda – roda bergigi bermotor untuk menggerakan batang katup, aktuator jenis ini memiliki kelemahan tidak dapat berhenti secara langsung atau respon cepat mematikan roda – roda gigi bermotornya.

Positioner

Positioner yang sering digunakan adalah jenis positioner gerak seimbang, positioner ini juga mempergunakan tekanan balik nozzle sebagai tenaga untuk membuat sumbat relay dalam mengatur besaran sinyal penggerak kontrol, besarnya tekanan balik nozzle di tentukan oleh kerenggangan flepper dan nozzle, sedangkan kerenggangan itu sendiri ditentukan oleh keseimbangan gerak antara bellow input dan cam, pergerakan input di dapat dari sinyal output kontroller sedangkan pergerakan cam di dapat pergerakan tiang penggerak kontrol yang diteruskan melalui tuas – tuas penghubung.

Bila kedua pergerakan ini belum seimbang, berarti posisi tiang penggerak kontrol atau bukaan kontrol masih menyimpang dari yang seharusnya.

Transmitter

Pada bab sebelumnya kita sudah membahas mengenai transmitter, transmitter ada dua jenis, tetapi pada perkembangan sekarang ini yang paling sering digunakan adalah transmitter jenis elektik, tetapi transmitter ini memiliki prinsip kerja yang sama, yaitu berfungsi untuk mengubah sinyal proses menjadi sinyal pneumatik atau sinyal listrik, serta mengirimkan sinyal itu ke alat penerima seperti pencatat, pengatur, dan penunjuk.

Service Conditions

Pada bagian service, yang paling penting kita perhatikan adalah jenis fluida yang melaluinya baik berdasarkan viskositas fluida, lalu kapasitas maksimum aliran yang dapat di controlnya, variasi tekanan yang akan diterima, dan suhu yang akan di dapat dari fluida yang mengalir, setelah kita mengetahuinya, maka kita dapat memprediksikan kapan saatnya kontrol tersebut harus diservis atau dikalibrasi ulang, ini untuk kelancaran dari proses produksi dapat berjalan sesuai dengan yang kita harapkan.

3.6 Keterpasangan atau Instalasi Alat

Dalam hal ini kita harus memiliki pertimbangan – pertimbangan khusus, misalnya dalam memilih jenis control valve yang akan kita gunakan, ada beberapa pertimbangan misalnya :

1. Ketahanan badan katub terhadap tekanan yang akan diterimanya 2. Bagaimana kapasitas laju aliran yang dikontrol

3. Kisaran suhu operasi

4. Tingginya tingkat korosi dan erosi yang akan di terimanya

Poin – poin diatas merupakan pertimbangan utama dalam penentuan untuk memilih jenis control valve yang akan di gunakan.

BAB IV

CONTROL VALVE PADA UNIT TOPING FRC – 100 – 117

UNTUK MENGONTROL ALIRAN HGO ( HEAVY GAS OIL )

4 . 1 Control Valve FRC – 100 – 117 Pada Proses Destilasi Yang Terdapat Pada Unit Toping

Pada UP II Dumai Pertamina terdapat beberapa unit pengolahan yang menjadi jantung perusahaan, diantaranya adalah unit proses toping, unit ini mengolah minyak bumi mentah ( crude ) menjadi bahan jadi seperti bensin, solar, kerosin, naptha, elpiji.

CRUDE DESTILATION UNIT (CDU-100)

Pada toping unit 100, terdapat empat buah control valve, yaitu control valve FRC 114 untuk mengontrol aliran naptha, control valve FRC 115 untuk mengontrol aliran kerosin, control valve FRC 116 untuk mengontrol aliran LGO, dan control valve FRC 117 untuk mengontrol aliran HGO. Control valve - control valve ini dibedakan berdasarkan jenis fluida yang dikontrolnya, karena masing -masing fluida memiliki tekanan, temperature, kemampuan menimbulkan korosi dan erosi yang berbeda - beda pula, oleh karena itu material pembangun control valve juga berbeda didasarkan pertimbangan - pertimbangan diatas.

Prinsip kerja dari control valve FRC -100 – 117 ini adalah:

1. Suplai udara yang dihasilkan air regulator dan akan dikirim ke konverter yang terdapat pada control valve sebesar 14,50 - 168,68 psi. Konverter belum bekerja selama belum mendapat perintah dari PLC berupa arus yang diberi antara 4 - 20 mA.

2. Apabila PLC memberikan sinyal sebesar 10 mA, maka konverter akan bekerja dan memberikan suplai udara kepada actuator sebesar 84,34 psi. 3. Karena diafragma terhubung langsung dengan tiang penggerak,maka tiang

penggerak akan naik bersamaan dengan terangkatnya diafragma. Dengan naiknya membran diafragma dan tiang penggerak naik keatas maka katup akan membuka, Maka fluida akan mengalir melalui hingga mencapai 37,6 ton per jam.

4. Jadi besarnya bukaan control valve tergantung pada besarnya arus yang diberikan oleh PLC.

4 . 2 Komponen – Komponen Pembangun Control Valve FRC -100 – 117

Control Valve adalah valve yang mengendalikan laju arus sesuai dengan tekanan udara dari konverter atau positioner. Control Valve terdiri dari tiga bagian utama, yaitu bagian actuator, bonnet, dan body.

Sistem kerjanya adalah dengan menaikkan tekanan udara operasi, plat diafragma naik mendorong pegas yang dihubungkan dengan plat diafragma. Sehingga menggerakkan tangkai actuator. Kemudian tangkai itu berhenti dimana posisi gaya pegas itu seimbang dengan tekanan udara. Bukaan control valve

tergantung pada gerakan tangkai valve. Dan apabila terjadi suatu kesalahan, maka valve ini secara otomatis akan tertutup.

Control Valve ini dalam penggunaannya juga ditunjang dengan pemakaian kontroller yang memegang peranan penting setelah recorder dan indikator.yang terpasang pada panel kontrol. Sedangkan alat penunjang lain disebut by pass valve yang terpasang di lapangan.

Bagian – bagian pembangun Control Valve FRC – 100 – 117 dapat kita lihat pada gambar 4.2 dibawah ini

Gambar 4.2 Control Valve FRC - 100 - 117 Keterangan gambar:

1. Diaphragm Casings 2. Diaphragm 3. Diaphragm Plate 4. Actuator Spring 5. Actuator Steam 6. Spring Seat

8. Steam Conector 9. Yoke

10.Travel Indikator 11.Indikator Skale 12.Valve Plug Steam 13.Packing Flange

14.Actuator Yoke locknut 15.Packing

16.Packing Box 17.Bonnet

18.Bonnet Gasket 19.Spiral Wound Gasket 20.Cage Gasket

21.Valve Plug 22.Cage 23.Seat Ring 24.Valve Body

4 . 3 Analisa Data

Control Valve FRC - 100 – 117 ini terletak pada unit toping, penamaan dari pada control valve ini di dasarkan pada kondisi keterpasangannya di dalam kilang, control valve ini digunakan untuk mengukur laju aliran ( FRC ), terdapat pada unit 100 toping, dan merupakan control valve ke 117.

Penamaan ini di tujukan untuk memberikan kemudahan, baik pada saat proses produksi berjalan dan pada saat pemeliharaan. Dengan data pemeliharaan sebagai berikut:

Control Valve no : FRC – 117V

Fluid : Heavy Gas Oil

Pressure : - Input : 6 Kg/cm2 - Output : 4,43 Kg/cm2

Flow Quantity ( q ): - qmin : 33 T/h = 72765 lbs - qmax : 37,6 T/h = 82908 lbs

Model : 3B – 20521

Valve Size : 3”

Connection : ASA 150#RF

No . Port : Single

Plug Type : EQ % Countoured

Port Size : Full

Rate : 110

Action : Air To Open

Spring Range : 0,4 – 0,2

Bonnet Type : Standart

Body Material : Carbon Steel Trim Material : AISI 316 ST.ST ( SU532 ) Gasket Material : ASBESTOS SEAT ( 920 OR EQ )

Packing Material : Teflon dan Ring

Air Seat : Yew Supply

Pada control valve Material pembangun merupakan pertimbangan yang paling utama agar proses pengontrolan dapat berjalan dengan lancar dan sesuai dengan yang diiginkan. Beberapa hal yang menjadi bahan pertimbangan pada saat menentukan material valve adalah :

1. Pemilihan bahan yang harus disesuaikan dengan besar tekanan yang akan diberikan atau yang akan didapat oleh valve

2. Pemilihan bahan yang harus disesuiakan dengan temperatur bahan atau fluid yang akan melalui valve

3. Kemampuan bahan yang dapat menimbulkan erosi atau korosi pada valve.

Control Valve yang terdapat pada unit toping 100 ini, mengunakan material jenis Carbon Steel untuk mengontrol aliran fuida dengan jenis HGO ( Heavy Gas Oil ). Digunakannya material jenis carbon steel karena sangat baik dan cocok untuk menahan temperatur atau tekanan yang dapat diberikan oleh jenis fluida GAS. Dengan kemampuan tahan temperatur bawah 200F dan kemampuan tahan temperatur atas mencapai 10000F, selain itu material jenis ini juga sangat baik untuk mengatasi terjadinya korosi.

Pada trim, control valve ini menggunakan jenis AISI 316ST. Trim jenis ini menggunakan jenis stainless steel, pada trim, yang menjadi faktor pemilihan materialnya sama dengan faktor pemilihan material pada body valve, dan disesuaikan dengan connection ASA 150RF, agar rated 110 dapat di capai, jenis trim ini memiliki tahan temperatur bawah mencapai -4500F dan tahan temperatur

atas mencapai 6000F,juga material jenis ini sangat baik untuk mengatasi terjadinya erosi dan korosi.

Pada material packing menggunakan jenis solid dan teflon dan V-Ring. Dan pada bonnet menggunakan type standart, dengan perkiraan temperatur antara 00F – 4000F. Karakteristik valve ini menggunakan sistem air to open, yang apabila menerima masukan sinyal operasi, maka valve akan merespon dan membuka katup, sehingga fluida dapat melalui valve.

DATA PROSES

Pada data servis kita mendapatkan variabel Proses Sebagai berikut : Fluid = Heavy Gas Oil

P1 = 6 Kg / Cm2 = 84.34 psi

P2 = 4,43 Kg / Cm2 = 63.01 psi

ΔP = 1.57 Kg / Cm2 = 22,33 psi

x = ΔP / P1 = 22,33 / 84,34 = 0,264 psi

Gg = 0,60

qmin = 72765 lbs T = 600F = 5200R

Y = 0,912

Cv = Z GgT x Y P F N q p 1 1 8 ) 1 )( 520 )( 60 , 0 ( 264 , 0 ) 912 . 0 )( 34 , 84 )( 1 )( 3 , 19 ( 72765 Cv =

) 029 , 0 )( 43 ( 72765 Cv =

Cv = 1629

Data yang didapat pada saat penelitian Fluid = Heavy Gas Oil

Flow Quantity ( q ): - qmin : 32.5 T/h = 71662,5 lbs - qmax : 35 T/h = 77175 lbs

P = 5,53 Kg / Cm2 = 78,63 psi P = 4,20 Kg / Cm2 = 59,72 psi ΔP = 1,33 Kg / Cm2 = 18,91 psi x = ΔP / P = 18,91 / 78,63 = 0,240 psi

Gg = 0,60

qmin = 72765 lbs T = 620F = 5220R

= 0,912

1 2 1 Y Cv = Z GgT p 1 1

8F PY N q Cv = x ) 1 )( 522 )( 60 , 0 ( 240 , 0 ) 912 . 0 )( 63 , 78 )( 1 )( 3 , 19 ( 5 , 71662 Cv = ) 0276 , 0 )( 31 , 38 ( 5 , 71662

Sehingga persen ( % ) ralat adalah :

% ralat = 100%

Cvteorti Cvpraktek

% ralat = 1870100% 1629

.147 % % ralat = 1

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

Dalam penulisan Karya Akhir ini kesimpulan yang dapat diambil oleh penulis ada beberapa hal yaitu :

1. Control Valve FRC-100-117 merupakan control valve yang berfungsi untuk mengontrol laju aliran fluida jenis Heavy Gas Oil

2. Pemilihan material pembangun Control Valve ini di dasarkan pada jenis fluida yang akan dikontrolnya, mulai dari temperatur, tekanan, dan kemampuan fluida dalam menimbulkan korosi ataupun erosi pada

control valve

3. Jenis Control Valve yang digunakan pada proses ini adalah jenis Butterfly Control Valve

4. Pada persen ralat tidak terdapat terlalu besar perbedaan antara data yang didapat secara teori dan data yang dihasilkan pada saat proses berlangsung

V.2 Saran

1. Melakukan perawatan berkala alat secara teratur setiap 6 bulan sekali untuk mendapatkan pengontrolan yang baik sehingga hasil yang di produksi sesuai dengan apa yang diiginkan

2. Dalam proses produksi pengontrolan terhadap alat kontrol harus dilakukan secara cermat untuk menghindari kesalahan pengontrolan

oleh control valve agar proses produksi dapat berjalan dengan baik dan menghasilkan kualitas yang baik pula.

3. Melakukan pengecekan kerja alat dan kondisi alat paling tidak sekali dalam sehari dengan membandingkan data antara data yang diterima oleh operator diruang kontrol dengan data yang bisa dibaca oleh teknisi instrumen di lapangan

DAFTAR PUSTAKA

1. Douglas M. Considine, 1982, Proses Control and Instrumentation, 2ndEdition, McGraw-Hill,Inc.

2. J.W.Huctchison, 1976, Intrument Society Of America, 2ndEdition,Honeywell, Inc.

3. Mansyur, 2004, Instrument dan Proses Kontrol, PTKI, Medan. 4. H. Sitepu, 2004, Teknologi Operasi Pabrik, PTKI, Medan.

5. Fisher Controls International, Emerson Control Valve Handbook, 4thEdition,Emerson Proces Management, USA.

6. Katsuhiko Ogata, 1997, Teknik Kontrol Automatik,2ndEdition,University of Minosota

atas mencapai 6000F,juga material jenis ini sangat baik untuk mengatasi terjadinya erosi dan korosi.

Pada material packing menggunakan jenis solid dan teflon dan V-Ring. Dan pada bonnet menggunakan type standart, dengan perkiraan temperatur antara 00F – 4000F. Karakteristik valve ini menggunakan sistem air to open, yang apabila menerima masukan sinyal operasi, maka valve akan merespon dan membuka katup, sehingga fluida dapat melalui valve.

DATA PROSES

Pada data servis kita mendapatkan variabel Proses Sebagai berikut : Fluid = Heavy Gas Oil

P1 = 6 Kg / Cm2 = 84.34 psi P2 = 4,43 Kg / Cm2 = 63.01 psi ΔP = 1.57 Kg / Cm2 = 22,33 psi

x = ΔP / P1 = 22,33 / 84,34 = 0,264 psi

Gg = 0,60

qmin = 72765 lbs T = 600F = 5200R

Y = 0,912

Cv = Z GgT x Y P F N q p 1 1 8 ) 1 )( 520 )( 60 , 0 ( 264 , 0 ) 912 . 0 )( 34 , 84 )( 1 )( 3 , 19 ( 72765 Cv =

) 029 , 0 )( 43 ( 72765 Cv =

Cv = 1629

Data yang didapat pada saat penelitian Fluid = Heavy Gas Oil

Flow Quantity ( q ): - qmin : 32.5 T/h = 71662,5 lbs - qmax : 35 T/h = 77175 lbs

P = 5,53 Kg / Cm2 = 78,63 psi P = 4,20 Kg / Cm2 = 59,72 psi ΔP = 1,33 Kg / Cm2 = 18,91 psi x = ΔP / P = 18,91 / 78,63 = 0,240 psi

Gg = 0,60

qmin = 72765 lbs T = 620F = 5220R

= 0,912

1 2 1 Y Cv = Z GgT p 1 1

8F PY

N q Cv = x ) 1 )( 522 )( 60 , 0 ( 240 , 0 ) 912 . 0 )( 63 , 78 )( 1 )( 3 , 19 ( 5 , 71662 Cv = ) 0276 , 0 )( 31 , 38 ( 5 , 71662

Cv = 1870

Sehingga persen ( % ) ralat adalah : % ralat = 100%

Cvteorti Cvpraktek

% ralat = 1870100% 1629

.147 % % ralat = 1

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

Dalam penulisan Karya Akhir ini kesimpulan yang dapat diambil oleh penulis ada beberapa hal yaitu :

1. Control Valve FRC-100-117 merupakan control valve yang berfungsi untuk mengontrol laju aliran fluida jenis Heavy Gas Oil

2. Pemilihan material pembangun Control Valve ini di dasarkan pada jenis fluida yang akan dikontrolnya, mulai dari temperatur, tekanan, dan kemampuan fluida dalam menimbulkan korosi ataupun erosi pada

control valve

3. Jenis Control Valve yang digunakan pada proses ini adalah jenis Butterfly Control Valve

4. Pada persen ralat tidak terdapat terlalu besar perbedaan antara data yang didapat secara teori dan data yang dihasilkan pada saat proses berlangsung

V.2 Saran

1. Melakukan perawatan berkala alat secara teratur setiap 6 bulan sekali untuk mendapatkan pengontrolan yang baik sehingga hasil yang di produksi sesuai dengan apa yang diiginkan

2. Dalam proses produksi pengontrolan terhadap alat kontrol harus dilakukan secara cermat untuk menghindari kesalahan pengontrolan

oleh control valve agar proses produksi dapat berjalan dengan baik dan menghasilkan kualitas yang baik pula.

3. Melakukan pengecekan kerja alat dan kondisi alat paling tidak sekali dalam sehari dengan membandingkan data antara data yang diterima oleh operator diruang kontrol dengan data yang bisa dibaca oleh teknisi instrumen di lapangan

DAFTAR PUSTAKA

1. Douglas M. Considine, 1982, Proses Control and Instrumentation, 2ndEdition, McGraw-Hill,Inc.

2. J.W.Huctchison, 1976, Intrument Society Of America, 2ndEdition,Honeywell, Inc.

3. Mansyur, 2004, Instrument dan Proses Kontrol, PTKI, Medan. 4. H. Sitepu, 2004, Teknologi Operasi Pabrik, PTKI, Medan.

5. Fisher Controls International, Emerson Control Valve Handbook, 4thEdition,Emerson Proces Management, USA.

6. Katsuhiko Ogata, 1997, Teknik Kontrol Automatik,2ndEdition,University of Minosota