CTYPE html PUBLIK “-//W3C//DTD XHTML 1.0 Ketat//EN” “http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd”>
Katup kupu-kupu lebih ringan, lebih kecil, dan lebih ringan dibandingkan jenis katup kontrol lainnya, menjadikannya pilihan terbaik untuk mengatur aliran di banyak aplikasi. Katup kupu-kupu standar biasanya digunakan untuk aplikasi pembukaan/penutupan otomatis, dan sangat cocok untuk peran ini. Namun, ketika mengatur aliran dalam sistem loop tertutup, beberapa insinyur menganggapnya tidak dapat diterima.
Katup kupu-kupu menggunakan cakram yang berputar untuk mengontrol aliran melalui pipa. Cakram biasanya dapat dioperasikan hingga 90 derajat, sehingga kadang-kadang disebut sebagai katup seperempat putaran. Biasanya digunakan ketika mempertimbangkan ekonomi. Ketika penutupan rapat diperlukan, katup kupu-kupu dengan segel elastis lembut dan/atau cakram berlapis dapat digunakan untuk memberikan kinerja yang diperlukan. Katup kupu-kupu kinerja tinggi (HPBV) -atau katup offset ganda - sekarang menjadi standar industri untuk katup kontrol kupu-kupu dan banyak digunakan untuk kontrol pelambatan. Mereka bekerja dengan baik untuk aplikasi dengan penurunan tekanan yang relatif konstan atau putaran proses yang lambat.
Keunggulan HPBV antara lain jalur aliran lurus, kapasitas tinggi, dan kemampuan melewatkan media padat dan kental dengan mudah. Biaya pemasangannya biasanya paling rendah dari semua jenis katup, terutama katup NPS 12 dan yang lebih besar. Dibandingkan dengan jenis katup lainnya, keunggulan biayanya meningkat secara signifikan bila ukurannya melebihi 12 inci.
Mereka dapat memberikan kinerja penutupan yang baik dalam rentang temperatur yang luas, dan menyediakan desain badan katup yang berbeda, termasuk tipe wafer, tipe lug, dan flensa ganda. Katup ini jauh lebih ringan dibandingkan jenis katup lainnya dan lebih kompak. Misalnya, katup bola tersegmentasi flensa ganda ANSI Class 150 12 inci berbobot 350 pon dan memiliki dimensi tatap muka 13,31 inci, sedangkan katup kupu-kupu lug 12 inci yang setara berbobot hanya 200 pon dan tatap muka. dimensi wajah 3 inci.
Katup kupu-kupu memang memiliki beberapa keterbatasan yang membuatnya tidak cocok untuk kontrol aliran pada aplikasi tertentu. Ini termasuk kemampuan penurunan tekanan yang terbatas dibandingkan dengan katup bola, dengan potensi kavitasi atau kedipan yang lebih besar.
Karena luas permukaan cakram yang besar bertindak sebagai tuas untuk menerapkan gaya dinamis media yang mengalir ke poros penggerak, katup kupu-kupu standar biasanya tidak digunakan untuk aplikasi tekanan tinggi. Jika demikian, ukuran dan pemilihan aktuator menjadi penting.
Terkadang katup kontrol kupu-kupu terlalu besar, yang akan berdampak negatif pada kinerja proses. Hal ini mungkin disebabkan oleh penggunaan katup berukuran pipa, terutama katup kupu-kupu berkapasitas besar. Ini dapat meningkatkan variabilitas proses dalam dua cara. Pertama-tama, ukuran yang terlalu besar membawa terlalu banyak penguatan pada katup, sehingga kurang fleksibel dalam menyetel pengontrol. Kedua, katup berukuran besar dapat beroperasi lebih sering pada bukaan katup yang lebih rendah, sedangkan gesekan penyegelan pada katup kupu-kupu mungkin lebih besar. Karena untuk kenaikan langkah katup tertentu, katup yang terlalu besar akan menghasilkan perubahan aliran yang besar secara tidak proporsional. Fenomena ini akan sangat membesar-besarkan variabilitas proses yang terkait dengan zona mati akibat gesekan.
Pembuat kode terkadang menggunakan katup kupu-kupu untuk alasan ekonomi atau untuk beradaptasi dengan ukuran pipa tertentu, terlepas dari keterbatasannya. Ada kecenderungan untuk menggunakan katup kupu-kupu dalam ukuran yang terlalu besar untuk menghindari terjepitnya pipa, yang dapat menyebabkan kontrol proses yang buruk.
Batasan terbesarnya adalah rentang kendali pelambatan yang ideal tidak selebar katup penghenti atau katup bola tersegmentasi. Katup kupu-kupu umumnya tidak bekerja dengan baik di luar rentang kendali pembukaan sekitar 30% hingga 50%.
Secara umum, ketika loop kontrol beroperasi secara linier dan penguatan proses mendekati 1, loop tersebut paling mudah untuk dikontrol. Oleh karena itu, penguatan proses sebesar 1,0 menjadi target untuk kontrol loop yang baik, dan kisaran yang dapat diterima adalah 0,5 hingga 2,0 (kisaran 4:1).
Performanya paling baik jika sebagian besar penguatan loop berasal dari pengontrol. Perhatikan bahwa pada kurva penguatan pada Gambar 1, penguatan proses menjadi cukup tinggi pada wilayah di bawah sekitar 25% langkah katup.
Penguatan proses mendefinisikan hubungan antara keluaran proses dan perubahan masukan. Langkah dimana penguatan proses dipertahankan antara 0,5 dan 2,0 adalah rentang kendali optimal katup. Ketika penguatan proses tidak berada dalam kisaran 0,5 hingga 2,0, kinerja dinamis yang buruk dan ketidakstabilan loop dapat terjadi.
Ketika katup ditutup untuk membuka, desain cakram katup kupu-kupu mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap aliran katup. Cakram dengan karakteristik persentase yang sama dapat mengkompensasi penurunan tekanan yang berubah seiring laju aliran dengan lebih baik. Persentase internal yang sama akan memberikan karakteristik instalasi linier untuk mengubah penurunan tekanan, yang ideal. Hasilnya adalah perubahan satu-ke-satu yang lebih akurat antara laju aliran dan langkah katup.
Baru-baru ini, katup kupu-kupu dapat menggunakan cakram dengan karakteristik aliran persentase yang sama. Ini menyediakan fitur instalasi yang menghasilkan perolehan proses instalasi dalam kisaran yang diperlukan yaitu 0,5 hingga 2,0 pada rentang perjalanan yang lebih luas. Hal ini akan meningkatkan kontrol pelambatan secara signifikan, terutama pada jarak perjalanan yang lebih rendah.
Desain ini memberikan pengendalian yang baik, dengan penguatan yang dapat diterima sebesar 0,5 hingga 2,0 dari sekitar 11% pembukaan hingga 70%, dan rentang kendali hampir tiga kali lebih tinggi dibandingkan dengan katup kupu-kupu kinerja tinggi (HPBV) pada umumnya dengan ukuran yang sama. Oleh karena itu, persentase cakram yang sama memberikan variabilitas proses yang lebih rendah secara keseluruhan.
Katup kupu-kupu dengan karakteristik persentase yang sama, seperti katup cakram kontrol, ideal untuk proses yang memerlukan kinerja kontrol pelambatan yang presisi. Terlepas dari gangguan proses, gangguan tersebut dapat dikendalikan mendekati titik target yang ditetapkan, sehingga mengurangi variabilitas proses.
Jika katup kupu-kupu tidak berfungsi dengan baik, cukup ganti katup dengan ukuran yang sesuai untuk mengatasi masalah tersebut. Misalnya, sebuah perusahaan kertas menggunakan dua katup kupu-kupu berukuran besar untuk mengontrol pembuangan kelembapan dari pulp. Kedua katup beroperasi kurang dari 20% langkah, menghasilkan variasi proses masing-masing sebesar 3,5% dan 8,0%. Sebagian besar masa pakainya dihabiskan dalam mode manual.
Dua katup kupu-kupu NPS 4 Fisher Control-Disk berukuran sesuai dengan pengontrol katup digital dipasang. Loop sekarang berjalan dalam mode otomatis, variabilitas proses katup pertama meningkat dari 3,5% menjadi 1,6%, dan variabilitas proses katup kedua meningkat dari 8% menjadi 3,0%, tanpa penyesuaian loop khusus apa pun.
Tekanan air dan kontrol aliran yang buruk pada sistem pendingin di pabrik baja menyebabkan ketidakkonsistenan pada produk akhir. HPBV yang dipasang di Jiutai tidak dapat mengontrol aliran air secara efektif sesuai kebutuhan.
Pabrik berharap dapat memasang katup yang dapat mengontrol proses dengan lebih baik dan meminimalkan biaya pemasangan. Pabrik akan menghabiskan $10.000 untuk mengganti pipa setiap katup untuk beralih dari HPBV ke katup bola tersegmentasi. Sebaliknya, Emerson merekomendasikan katup kupu-kupu Control-Disk sesuai dengan ukuran tatap muka HPBV saat ini.
Katup Kontrol-Disk diuji bersama dengan salah satu dari sembilan HPBV yang ada, dan kinerjanya memenuhi persyaratan yang ditentukan. Pabrik mengganti 8 HPBV yang tersisa dalam waktu satu tahun, dan setiap HPBV dilengkapi dengan katup Control-Disk. Hal ini menghilangkan kebutuhan penggantian saluran pipa senilai $90.000 untuk katup bola tersegmentasi, dan biaya katup bola meningkat sekitar 25% dibandingkan dengan katup kupu-kupu.
Katup Kontrol-Disk memberikan kontrol yang presisi dan membantu menghilangkan variabilitas pada produk akhir. Pabrik baja tersebut memperkirakan bahwa pemasangan sembilan katup Control-Disk dapat menghemat sekitar US$1 juta per tahun.
Dibandingkan dengan kebanyakan jenis katup lainnya, HPBV dengan positioner digital memiliki biaya pemasangan awal yang lebih rendah dan dapat memberikan jangkauan kendali yang memadai bila ukurannya tepat. Mereka memiliki kapasitas tinggi dan pembatasan aliran minimal. Katup kupu-kupu dengan persentase bagian internal yang sama memberikan peluang untuk memperluas jangkauan kendali, mirip dengan katup globe atau katup bola, dan hanya memakan ruang HPBV.
Saat memilih katup, terutama HPBV, pastikan ukurannya benar, jika tidak, katup tersebut mungkin dikontrol secara manual oleh ruang kendali. Penting juga untuk mempertimbangkan jenis katup, karakteristik bawaan, dan ukuran katup yang memberikan rentang kendali terluas untuk aplikasi.
Mark Nymeyer adalah manajer komunikasi pemasaran global untuk pengendalian aliran di Emerson Automation Solutions.
Ini bukan penghalang berbayar. Ini adalah tembok gratis. Kami tidak ingin menghalangi tujuan Anda datang ke sini, jadi ini hanya membutuhkan waktu beberapa detik.
Waktu posting: 11 Oktober 2021
