Rubrik Instrumentasi Rangkuman Diskusi Mailing List Migas Indonesia Oktober 2005 ini membahas tentang Sizing Motor Operated Valves (MOV).
Pertanyaan : andi

Dear All,

Ada yg bisa bantu saya menjelaskan Sizing Motor Operated Valves (MOV)?
Saya punya data :

MOV-1: Valve size : 18"
Actuator : IQ-35
Torque : 22764 Nm
Pertanyaan :

  • Arus ?
  • Daya ?

Terima kasih atas penjelasannya.

Tanggapan 1 : Waskita Indrasutanta

Pak Andi dan rekan-rekan,

Sizing MOV:

1. Dari Process Data: Line Size, Operating & Maximum Pressure, Temperature,
Viscosity
, dsb. kita memilih Valve yang akan dipergunakan. Gerakan
Valve Stem ada yang Linear (perlu diketahui besarnya linear
travel range
), ada yang Rotary (perlu diketahui besarnya sudut
angle range).

2. Dari Valve Product Data Sheet, bisa kita temukan Torque
yang dibutuhkan dengan operating dan maximum process parameter
diatas.

3. Tentukan speed yang dibutuhkan (fully closed ke fully
open
dan sebaliknya)

4. Kita pilih Motorized Actuator yang sesuai. Dari Motorized Actuator
Data Sheet
kita tentukan Actuator yang mempunyai kapasitas torque
dan speed seperti yang dibutuhkan.

5. Untuk Valve ukuran besar umumnya memerlukan gear box.
Tambahan (reduction) Gearbox akan mengurangi besarnya torque
dari actuator yang dibutuhkan, tetapi memperlambat speed.

6. Setelah Actuator ditentukan, dari Actuator Data Sheet
bisa kita temukan Power (umumnya 3-phase) yang dibutuhkan.

Dari Data dibawah, rupanya torque sudah didapat dan ditentukan Actuator
dengan torque 22764 Nm dibawah. Dengan mengetahui model number lengkap
dari IQ-35, bisa kita lihat kebutuhan Power dalam IQ-35 Data Sheet.
Kalau tidak ditemukan, bisa ditanyakan kepada vendor Actuator ybs.

Tanggapan 2 : darmansyah@palyja.co.id

Pak Waskita,

Saya menambah pertanyaan nih……
Saya punya proses chemical line yang memiliki pneumatic actuator
valve
. Karena memakai sistem pneumatic, saya agak "khawatir"
untuk safety working-nya.
Karena saya takut ada kebocoran pada piping-line compressed air. Dan
ini pernah terjadi sehingga mengakibatkan valve otomatis menjadi tertutup.
Apakah kita bisa men-setting actuator pneumatic tersebut sehingga
apabila terjadi failure, posisi valve tetap open?
Setahu saya actuator bisa diset untuk fail to open atau fail
to close
.

Mohon pencerahannya. Terimakasih

Tanggapan 3 : M. Safrudin

Dear Pak Darmansyah,

Sekedar share saja, design valve tsb adalah FC(fail to
close
). untuk amannya kalau ada masalah di IA air supply biasanya
IA supply dilengkapi tabung IA dimana jika terjadi IA failure
valve masih dapat beroperasi seperti dalam keadaan normal untuk beberapa
saat karena actuator masih pressurized, DCS operator dapat
mempersiapkan SD reactor secara aman atau ESD.biasanya reaktor kimia yang bekerja
pada tekanan tinggi , bumping PCV akan berakibat fatal ke kualitas
atau vessel tsb. Double block valve (DBB) iumumnya diperuntukkan
agar system reactor tsb terisolasi dengan benar jika diperlukan misalnya
dalam kondisi emergency system reaksi tsb harus terisolasi dengan baik
untuk mencegah kondisi yang tidak terkontrol.
Masalah actuator mungkin Pak Waskita bisa memberikan penjelasan dengan
lengkap.

Tanggapan 4 : bowwo opi

Untuk safety device, sebaiknya bapak pakai saja Control valve berbasis
I to P, lebih aman pak….dan banyak modifikasi jauh lebih fleksibel

Tanggapan 5 : Thendy

Dear Pak Darmansyah,

Ada beberapa langkah yg bisa bapak lakukan, diantaranya sbb :

1. Pasang control valve "fail open " sehingga bila terjadi
failure maka valve akan full open. Pemilihan ini
tentunya hanya boleh kita lakukan setelah kita pelajari dan dilakukan evaluasi
menyeluruh yang berkaitan dengan proses dan safety plant kita.

2. Pada line signal output yang menuju actuator pasang lock-in
pneu relay
, sehingga sewaktu instrument air failure maka lock-in
realy closed
dan control valve akan tetap pada last position
sampai dengan air supply kembali normal.

3. Pasang solenoid valve yang dikaitkan dengan ESD sebagaimana pendapat
Bp. M Safrudin.

Mungkin rekan-rekan lain dapat menambahkannya.

Tanggapan 6 : budi yuwono

Dear,

Saya mencoba berkomentar, Pak Waskita kalau ada kesalahan mohon diluruskan
Pak. Begini, setahu saya pak, penambahan chamber IA di aplikasikan
untuk valve (control valve) dengan size actuator
yang besar. IA chamber ditambahkan ke sistem untuk menjaga kestabilan
pressure IA header dan menjamin agar valve tersebut bisa action
dengan optimal.

Masalah desain valve F/O atau F/C biasanya di dasarkan kepada safety
dari sistemnya sendiri. yaitu keadaan aman dari sistem apabila terjadi kegagalan
pada system power (dalam hal ini IA system-nya). untuk mengubah F/C
ke F/O atau F/L, sebaiknya didiskusikan dulu dengan pihak process engineering
terlebih dulu. kalau masalah kebocoran pada system pneumatic mungkin
dapat diatasi dengan preventive maintenance yang bagus, dan untuk mengurangi
kemungkinan bocor pada system tubing mungkin ada baiknya pada waktu
desain diusahakan agar menggunakan fitting sesedikit mungkin (di tempat
kami menggunakan flexible tube untuk connection dari IA
header
ke actuator).

Kebocoran yang bisa mengakibatkan valve sampai njeplak biasanya
leak yang cukup besar, kalau di system fitting biasanya kebocorannya
halus dan seringkali hanya terdeteksi jika ditest menggunakan air sabun.

Kami pernah juga mengalami valve njeplak (sampai pada posisi fail-nya)
tapi itu disebabkan oleh bocornya positioner diaphragm. Hal ini mengakibatkan
supply IA yang masuk ke actuator chamber semuanya ter-vent,
karena sinyal 3-15 psi yang seharusnya mengatur jumlah IA yang diteruskan ke
chamber lolos.

Demikian dari saya Pak, mohon diluruskan jika ada kesalahan.

Tanggapan 7 : Waskita Indrasutanta

Ya, intinya leak di actuator dan tubing-nya, juga
merupakan ‘failure‘ yang harus membuat valve ‘open’ (untuk
‘fail to open’).

Tanggapan 8 : Manik

Actuator bisa dirancang agar dia hanya akan menutup/membuka ball
valve
(tergantung fail open or fail close) bila loss of ESD
signal
saja, kalau instrument air supply hilang dia tetap di posisi
terakhir entah itu terbuka ataupun tertutup, design ini sangat simple
dan sederhana, untuk menjaga agar valve tetap pada posisi terakhir
saat loss instrument air supply, di local control panel-nya
tambahkan check valve di port supply air-nya, check valve
harus di up-stream ESD valve, jadi kalau kehilangan air supply,
check valve
itu akan menahan seluruh udara yang ada di down stream
dari check valve, local control panel ini hanya terdiri dari
check valve, ESD valve (bisa solenoid atau bisa pneumatic,
tergantung kebutuhan), pressure gauge untuk mengetahui actuator
pressure
, untuk safety tambahkan relief valve.

Tanggapan 9 : Crootth Crootth

Dear All,

Ini adalah topik menarik yang harusnya di jawab oleh para Instrument Engineer

Saya cuma mau memberikan komentar atas :

1. Quoted Pak Manik:

"Untuk Safety tambahkan safety valve"

Comment:

maksudnya di sini apakah safety valve pada sistem pneumatic-nya
atau memang safety valve untuk relieving process pressure?
Tidak jelas dan mengaburkan.

Quoted Pak manik lainnya yang "kabur" adalah :

"Bila loss of ESD signal saja, kalau instrument air supply
hilang dia tetap di posisi terakhir entah itu di terbuka ataupun tertutup"

Comment:

Mungkin yang yang dimaksud disini adalah F/LP atau Fail Last Position.

2. Quoted Pak Imam:

" Untuk safety device, sebaiknya bapak pakai aja Control valve
berbasis I to P, lebih aman Pak,….dan banyak modifikasi jauh lebih fleksibel"

Comment:

Sungguh ini adalah pernyataan paling tidak mengena dari seluruh jawaban yang
sudah ada, PERTAMA, Control valve bukanlah SAFETY DEVICE. kemudian
yang KEDUA adalah Topik ini membicarakan actuator dan bukan Control
Valve
dengan basis I to P nya. Yang KETIGA dan paling fatal adalah Klaim
bahwa Control valve berbasis I to P adalah paling aman, darimana klaim
ini muncul? apakah anda sudah melakukan studi SIL yang menyeluruh terhadap SIF
terkait? Ingat, mengklaim sesuatu mesti didasari dengan suatu studi/verifikasi/test
yang valid

3. Quoted Pak Thendy:

"Pasang control valve "fail open" sehingga bila terjadi
failure maka valve akan full open. Pemilihan ini
hanya boleh kita lakukan setelah kita pelajari dan dilakukan evaluasi menyeluruh
yang berkaitan dengan process dan safety plant kita"

Comment:

Sekali lagi terlihat pencampuradukan antara fungsi "Process Control"
dengan "Safety Instrumented System" (SIS). Sebagai instrument
engineer
pak Thendy seharusnya mengerti mana porsi dari suatu process
control
dan mana pula porsi SIS. Keduanya adalah dua hal yang sangat berbeda
dan seharusnya tidak bisa dicampur adukkan.
Evaluasi menyeluruh?
Wah bisa bisa proyeknya kelar dalam lima tahun mas… ingat pembelian SDV (dan
sistem BPCS lain) adalah long lead items, yang harus sesegera mungkin
dispesifikasi dan dibeli agar proyek tidak molor. Melakukan evaluasi plant
keseluruhan pada saat engineering dilakukan bukan saja membutuhkan
biaya besar namun juga memerlukan sumber daya cukup dan waktu yang panjang.
Lagi pula yang dimaksud keseluruhan itu keseluruhan yang bagaimana? audit
plant
? LOPA? atau SIL study saja? yang mana mas?

4. Quoted Pak Budi Yuwono:

"Kalau di sistem fitting biasanya leak-nya halus dan seringkali
hanya terdeteksi jika dites pakai air sabun"

Comment :

Air sabun? sejak kapan Mas, air sabun jadi media yang paling tepat buat mendeteksi
kebocoran yang "halus"? disamping sangat bergantung pada kemampuannya
dalam pembentukan busa/gelembung udara yang sangat berbeda beda (Tergantung
tipe sabunnya, mau Wings, So-Klin, Rinso, Lux, Dove atau lain lain?), tidak
ada satu standarpun yang mengharuskan menggunakan sabun sebagai media yang paling
tepat dalam mendeteksi kebocoran yang "halus".

5. Quoted M Safrudin:

" Sekedar share saja, design valve tersebut adalah FC
(fail to close)"

Comment:

Apa iya FC itu Fail to Close? coba dicek lagi deh Pak…. bukankah
FC itu Fail CloseFail Close dan Fail to Close
adalah dua hal yang sangat sangat berbeda… Fail Close itu antara
lain disebabkan oleh loss of pneumatic power supply system,
spurious trip detected failures. Fail to Close dalam terminologi
SIS Reliability diantaranya adalah DANGEROUS failure dimana
diinginkan SDV menutup tapi tidak bisa menutup (stuck open) entah karena
lengket, terganjal, insufficient pneumatic power, korosi, dll.
Sekali lagi FC tidak sama dengan Fail to Close dan FO tidak sama dengan
Fail to Open!!!!!!!!!!!!!

Untuk Pak Darmansyah:

Intinya untuk Pak Darmansyah, sebelum menentukan apakah mode nya adalah Fail
Close
, Fail Open atau Fail Last Position, sebaiknya dipelajari
dulu bersama-sama dengan Production/Operation Engineer atau Supervisor
di lapangan dan bersama sama dengan Process Engineer, fungsi sistem
yang sedang di engineering ini. Akan lebih baik lagi dilakukan PHA
(Process Hazard Analysis) segera setelah rancangan P&ID awal selesai
dibuat. Dari hasil rekomendasi PHA inilah bisa dinilai secara kualitatif mode
yang sudah diajukan dalam Design Awal. Pentingnya melibatkan Production
/ Operation engineer
adalah menyangkut konsekuensi terjadinya pengurangan
produktif akibat adanya shut down.

Silahkan dilanjutkan diskusinya.

Tanggapan 10 : darmansyah@palyja.co.id

Gus Ronk/Pak Crooth,

Makasih banyak atas atensinya, juga untuk semua penjawab. Tampaknya semakin
menarik untuk dibahas karena memang permasalahannya di plant kami selalu
berhubungan dengan bagian produksi/proses.

Tanggapan 11 : Manik

1. Relief Valve dimaksud untuk system pneumatic-nya atau
Local Control Panel-nya bukan untuk proses-nya, jadi in case
ada over pressure dari instrument air supply, relief valve
itu akan menjaga semua komponen yang ada di down stream-nya dari bahaya
over pressure.

2. Local control panel-nya di design sehingga actuator bereaksi
hanya terhadap loss of ESD signal, kalau loss of instrument air
supply actuator
tidak akan bereaksi apapun dalam arti actuator
tetap berada pada posisi terakhir, entah itu posisi pressurized ataupun
de-pressurize.

Tanggapan 12 : Wibisono, Nugroho

Dear all,

Hanya menambahkan saja pada poin-poin tertentu:

Menambahkan poin 2

Setuju dengan pernyataan pak Darmawan bahwa control valve tidak digunakan
untuk safety device karena pada umumnya control valve didesain
pada lapisan BPCS (Basic Process Control System) yang memang tujuannya
mengontrol dan bukan untuk keperluan safety. Hal lainnya yang membuat
control valve tidak didesain untuk safety karena pada umumnya
control valve yang mempunyai shut off yang bagus (leakage
rate
yang kecil) biasanya lebih mahal dan ini menjadi pertimbangan instrument
engineer
ketika membuat quotation. Sebagai contoh, jika instrument
engineer
mendesain control valve-nya pada Valve Leakage Class
IV
yang leakage rate-nya dibatasi sampai dengan 0.01% dari rated
valve capacity
, maka artinya akan selalu ada fluida yang passing,
jika control valve ini ditujukan untuk fungsi isolasi, jelas tidak
tepat sasaran.

Menambahkan poin 3

Pak Garong/Darmawan, kalau untuk kegiatan proyek, pembelian SDV dan control
valve
menjadi hal kritikal karena pasti sampeyan dikejar jadwal
commissioning kan? Hehehe.. Untuk pekerjaan yang sifatnya modifikasi
kecil, mungkin evaluasi sudah bisa diwakili oleh MOC (management of change),
yang mana didalamnya kita bisa meng-assess sistem/produksi/safety
yang terkait. Meskipun tidak "semenyeluruh" seperti halnya sebuah
studi, hal ini lebih efisien mengingat kita mempunyai keterbatasan sumber daya
manusia dan kapital. Kalaupun nantinya hasil assessment ini mengakibatkan fatality,
dari MOC ini lah kita bisa tahu siapa-siapa yang harus "digantung"
hehehe… bcanda..

Menambahkan poin 4

Pak Garong, saya kira Pak Budi Yuwono ada benarnya. Saya (bersama bos saya
yang instrument engineer sejati) pernah mengetes SDV dengan berbagai
ukuran yang salah satu spesifikasinya berbunyi "zero leakage"
untuk leakage rate-nya. Miturut API 598 untuk Valve Inspection and
Testing, ada yang namanya Maximum Allowable Leakage Rates untuk mengetes
Closure-nya valve dan ini diukur dengan banyaknya bubble/droplets
yang passing dalam rentang waktu tertentu. Karena pengennya zero
leakage
, tentunya kita tidak perlu menghitung bubble/droplet yang
ada kan? Lebih gampang tho? Nah, yang jadi problem, kadang bocor halus ini bukan
disebabkan valve-nya yang jelek, tetapi karena ada gas/liquid yang
masih trapped ketika closure di pressurize. Untuk
mengetahui bocornya, kita memastikan dengan "mengecat" beberapa bagian
tertentu dengan sabun, analisis sederhananya: kalau bocornya karena ada gas
yg trapped, biasanya bubble-nya keluarnya kecil-kecil dan
bocornya pasti akan berhenti. Cukup manjur juga untuk mengetahui kalau ada valve
yang memang kualitasnya jelek (bocor halusnya ga berhenti-berhenti ketika di-pressurize
dan di-depressurize). Jenis sabunnya saya tidak jelas betul, yang jelas
bukan Gatsby shower gel ataupun Biore for men…hehe
Terima kasih dan mohon koreksinya.