Secara umum control valve biasanya bisa digunakan untuk aplikasi baik gas maupun liquid (misalnya punya fisher, valtek, masoneilan dsb-dsb). Kalau existing-nya digunakan untuk steam (temperatur operasi yang tinggi) mestinya dipakai untuk service water malahtidak masalah kecuali ada properties khusus dari waternya yang perlu konsideran lebih lanjut(misalnya waternya sangat corrosive dsb-dsb). Saya sarankan konsult vendor, apalagi kalau customized control valve.

Tanya – Akhmad, Khaqim

Rekan-rekan,

Saya punya control valve (ex. pressure control valve) untuk steam dengan nilai Cv=37. Lalu karena control valve ini nggak dipakai akan saya gunakan sbg level control untuk TCW tank.

Pertanyaan saya :

1. Apakah nilai Cv (selected Cv) dari control valve (Cv=37) bisa saya jadikan acuan untuk menjaid tolok ukur apakah valve ini bisa dipakai untuk keperluan level control untuk air ? Calculated Cv untuk air adalah 16.

2. Secara umum, bagaimana cara menentukan bahwa sebuah control valve yang tadinya digunakan untuk fluida tertentu, dengan kondisi operasi tertentu (pressure, temperature) apakah bisa digunakan untuk keperluan lain dengan fluida yg berbeda dan mungkin fasa yg berbeda serta kondisi operasi yg berbeda ? Parameter apa yg harus diperhatikan ?

Kalau ada rekan-rekan yg expert di bidang instrument, sangat senang kalau ada yg mau share ilmunya.

Tanggapan 1 – Cahyo Hardo

Khim, apa kabar?

Khaqim, maaf kalau keterangan saya berikut sudah tidak up-to-date lagi.
Maklum, karena sudah lama sekali euy saya engga men-sizing sebuah control
valve.

Sebagai salah satu dari final control element, control valve memang banyak
tersebar di plant. Saking banyaknya, saya sampai lupa bahwa dia bukanlah
satu-satunya elemnt pengendali akhir. Tampilan control valve memang tidak
begitu meriah ketimbang kompresor, kolom distilasi ataupun reactor pabrik
pupuk, tetapi menurut saya, seluk-beluknya lumayan menarik untuk disimak.

Kalau tidak salah, contoh saja control valve merek fisher, itu punya harga
C yang berbeda untuk fluida. Misalnya Cv untuk cairan, Cs untuk steam dan
Cg untuk gas. Jadi kalau aplikasinya berbeda, rasanya tidak bisa dipakai
langsung harga C-nya. Dulu, asal-muasal C adalah besaran yang menunjukkan
kemampuan sebuah control valve untuk mengalirkan fluida sebanyak 1 gpm jika
dp across control valve tsb sebesar 1 psi.

Secara umum, yang menetukan kemampuan kerja atau driving force dari control
valve adalah hilang tekan atau pressure drop antara inlet dan outlet-nya.
Misalkan, sebuah control valve bisa saja kapasitasnya menjadi x kali lipat
jika dp accrossnya juga naik. Tentunya hubungannya tidaklah linear, kalau
tidak salah untuk liquid hubungannya adalah flow setara dengan pangkat dp
dibagi sg-nya. Tentunya untuk gas, ada koreksi lainnya mengingat gas adalah
fluida yang mampu-mampat (compressible) di mana densitasnya adalah fungsi
kuat tekanan dan temperatur.

Nah, kembali ke control valve-nya Khaqim, sebaiknya cari tahu dulu apa
merek dari control valve tersebut dan buka manualnya. Biasanya satu control
valve bisa saja digunakan untuk servis kerja fluida yang bermacam-macam,
tentu saja kemampuan materialnya, perlu diperhatikan.

Dari manual tersebut, pasti dapat dilihat jenis control valve-nya dan
lengkap dengan variasi harga C (Cv, Cg, ataupun Cs). Dari sana, jika ingin
diubah untuk servis cairan, pilihlah harga Cv dan tentukanlah flow yang
diinginkan (normal flow rate). Cek-lah apakah bukaannya antara 70 – 60
persen. Tujuannya ada dua, yaitu untuk memudahkan control dan kedua, jika
ada kenaikan kapasitas, masih bisa dicover oleh si control valve ini tanpa
harus menaikkan setting tekanan di upstream control valve tersebut.

Perlu juga diperhatikan, jika control valve-nya kebesaran, misalnya hanya
bekerja pada kondisi 10 – 30 % dari flow, bisa jelek dari sisi control-nya
dan juga bisa menaikkan (kemungkinan yach) kerusakan di internal part dari
control valve karena high-velocity yang bisa menggerus bagian trimnya.

Untuk mengakali hal ini, bisa juga dipasang restricted orifice (RO) di
downstream control valve ini, tentu saja sizing RO tersebut harus dengan
precaution tertentu. Misalnya, flashing dari cairan setelah lewat RO tidak
diinginkan. RO juga kerap dipasang di downstream control valve sebagai
bagian dari overpressure protection equipment di downstream valve ini,
misalnya untuk kasus gas blowby di level control valve. Cara untuk mengecek
besarnya laju blowby di LCV tentu saja dengan mengganti C-nya, dari Cv
menjadi Cg, pada kondisi tekanan upstream tertinggi yang mungkin (inga-inga
bahwa control valve capacity ditentukan oleh besarnya dp). Semakin besar
dp semakin besar kapasitas? Tentunya ada batasnya, yaitu akan mentok sampai
harga tertentu, yang orang perminyakan menyebutnya sebagai choking fenomena
(mungkin dari sinilah istilah choke valve berasal). Biasanya, untuk
mengatsi choking adalah dengan mengganti dengan control valve atau jika
memungkinkan, dengan menaikkan tekanan di upstream control valve tsb. Untuk
solusi yang kedua, biasanya, the second choking phenomena will appear
again, sampai kita menaikkan kembali tekanan di upstream control valve, dst.

Bicara internal part, secara umum, cage atau sarang dari control valve
biasanya terbagi 3, yaitu linear, equal percentage dan quick opening.
Ketiganya ditentukan oleh proses yang akan di-control. Jadi, meskipun
kapasitasnya masih bisa memenuhi, tetapi karakteristik cage nya beda, bisa
juga jadi tidak baik. Kalau kasusnya seperti ini, mungkin bisa kontak ke
manufakturnya supaya diganti internal part-nya. Bicara karakteristik, hati-
hati juga, karena yang diinginkan oleh proses adalah installed
karakteristik dan bukan valve karakteristik.

Contoh misalnya, pengendalian fuel gas yang berbasis split control, agar
hubungan input-outputnya linear (sehingga memudahkan control = tidak mudah
shutdown pada kondisi transient, misalnya pada kondisi start-up), maka kita
tidak boleh memilih yang model linear tetapi harus yang equal percentage
agar installed characteristiknya jadi linear, dst…dsb.

Khusus untuk fluida yang bermasalah, misalnya yang hi dp (contoh adalah
liquid control valve untuk separator tekanan tinggi yang cairannya di
umpankan ke system yang tekanannya jauh lebih rendah), maka pemilihan
internal part juga harus yang strong. Kalau tidak, niscaya bisa tercabik-
cabik oleh high erosional velocity. Juga misalnya fluida yang banyak
pasirnya, dst, dsb.

Tentunya, masalah complain dari orang produksi untuk control valve yang
terlalu berisik juga harus diperhatikan. Untuk kondisi ini, ada cage yang
namanya artinya berbisik, whisper. Nah, ini bisa juga dipasang. Contoh
valve ini kerap ditemukan di anti-surge valve kompresor sentrifugal.

Perhatian lain yang harus juga diberikan, tentunya adalah pressure rating.
Jangan sampai relokasi control valve ke tempat yang baru malah menimbulkan
safety issue karena spec press. ratingnya berbeda. Masalah korosi galvanic
juga bisa mencuat jika ternyata material control valve-nya tidak compatible
dengan perpipaanya.

Bicara tentang control valve, kalau tidak salah, kita juga tidak boleh
melupakan design resultant tekanan di daerah trimnya. Dari sana, muncullah
istilah balance dan unbalance force control valve. Kalau untuk yang tekanan
tinggi, biasanya dipilih yang unbalance force karena suatu sebab (saya lupa
sebabnya…tapi ada hubungannya dengan gaya dan tekanan di internal part).
Bicara gaya, pemilihan actuator juga memegang peranan penting karena jika
kekecilan, maka dia tidak punya cukup tenaga untuk menutup penuh si control
valve jika memang diperintahkan menutup oleh control system. Tetapi jika
sudah terlanjur dipsang bagaimana? Biasanya, dengan sedikit mengorbankan
controllability, maka bench set-nya akan di adjust supaya si control valve
ini bisa menutup dengan rapat.

Apa lagi yach, oh yach, kalau tidak salah ada rule of thumb ttg control
valve yang dipergunakan di perpipaan, bahwa jika ada total dp keseluruhan
system, maka minimal dia harus menanggung 30% dari keseluruhan dp system
agar controlabilitinya bagus.

Bicara control tentu saja banyak ragamnya, mau yang P, PI atau PID, high-
gain atau on-off, dst. Tentunya disesuaikan dengan proses yang ada.

Dan jangan kelupaan, untuk kebanyakan kasus, sizing dari by-pass line
sebuah control valve, harga Cv dari manual valve di by-pass line tersebut
harus lebih kecil atau minimal sama dengan control valve di pipa utama.
Makanya, jika di cek di P&ID atau ngelongok Plant, bisa terlihat bahwa pada
umumnya, by-pass line dan valve manual-nya dari sebuah control valve,
biasanya lebih kecil. Kenapa? Tentunya alasannya adalah safety issue.
He.he..balik-lagi ke safety sih. Memang, design itu tidaklah bisa
dilepaskan dari safety.

Contoh lain yang masih berhubungan dengan safety adalah kriteria kapan
sebuah control valve itu jika fail harus open (fail open = FO) dan kapan
jika fail harus close (FC = fail close), atau dia boleh fail pada keadaan
apapun (fail at last position). Fail di sini, maksudnya adalah jika terjadi
kegagalan di fluida penggerak actuatornya. FO atau FC, atau fail at last
position di-govern dari safety proses secara keseluruhan. Bahkan terkadang,
kriterianya bukan di system di mana control valve tersebut dipasang, tetapi
nun jauh di downstream atau di upstream control valve. Yang dimaksud fail
open atau fail close di sini adalah tipe internal part dari control valve
yang dimaksud, dan bukan hasil rekayasa instrumentasi di actuatornya.
Sebab, sebuah valve yang internal part-nya itu fail open, bisa saja di set
jadi fail close (he..he..orang instrument memang banyak akalnya). Nah, di
dalam HAZOP, hal seperti ini harusnya lebih jauh dikaji….ooops, maaf
terlalu jauh ngelanturnya.

Bagaimana dengan software perancangan sebuah control valve yang sekarang
tersebar luas. Pendapat saya sih, kita harus hati-hati. Sebab, jika tidak,
kita bisa salah dan merasa terjebak. Padahal sebenarnya, hal ini disebabkan
oleh kebelumtahuan kita tentang filosofi di baliknya.

Anyway, segitu aja yang masih saya inget Khim. Rekan2 lain pasti masih
akan nambahin banyak.

Tanggapan 2 – Nugroho Wibisono

Dear members,

Berikut saran dari salah seorang member milis yg cukup kenyang menikmati asam garamnya instrumentasi…sayang sekali email beliau lagi ‘ngambek’,sehingga nitip lewat saya.. ;).
semoga bermanfaat..

Tanggapan 3 – Arief Rahman Thanura

Weby,

Sebetulnya yang tahu persis control valve existing bisa dipakai apa tidak adalah vendor control valve tersebut.

Saya coba lihat secara general saja :

1. Secara umum control valve biasanya bisa digunakan untuk aplikasi baik gas maupun liquid (misalnya punya fisher, valtek, masoneilan dsb-dsb). Kalau existing-nya digunakan untuk steam (temperatur operasi yang tinggi) mestinya dipakai untuk service water malahtidak masalah kecuali ada properties khusus dari waternya yang perlu konsideran lebih lanjut(misalnya waternya sangat corrosive dsb-dsb). Saya sarankan konsult vendor, apalagi kalau customized control valve.

2. Tergantung seberapa kritikal kebutuhan controllability dari loop yang baru, karena ada performance baik statik maupun dynamic dari control valve yang perlu dipertimbangkan. Kalau misalnya diperlukan control variability yang ketat maka perlu dicheck misalnya stroking speed, dead band, hysteresis dsb. Contoh lain adalah kebutuhan Characteristic Control Valve (Linear, Eq% atau Quick Opening). Kalau di existing-nya quick Opening lalu kebutuhan saat ini adalah Linear characteristic, ya tidak bisa dipakai control valve-nya.

3. Cv value mesti juga dipertimbangkan supaya opening-nya pada saat kondisi minimum, normal dan maksimum tidak terlalu kecil ataupun mentok. Kalau bisa antara 20% ~ 80%. Cv=16, misalnya, itu bukaan berapa persen ?

4. Perlu juga dicheck apakah actuator-nya capable untuk handle pressure drop dan shut off presure-nya yang baru. Saya pernah memakai control valve existing dan pas dipasang ternyata actuator-nya tidak mampu menahan shutoff pressure-nya sehingga control valve-nya bocor alias ngewes karena control valve-nya tidak bisa tight close.

5. Yakinkan bahwa existing valve-nya masih bagus dan didalamnya belum dirubah-rubah!! Biasanya barang existing masih terpasang manis dan di-asumsi semuanya bagus dan masih seperti aslinya, sampai tiba waktunya mau dipasang ternyata sudah rusak dan perlu buru-buru beli. Akibatnya bisa men-delay proyek lho (Pengalaman pribadi. He .. he …. Juga, kalau ternyata port control valve-nya pernah dikecilkan sama maintenance kan jadi barabe. Belum tentu semua perubahan di plant ter-record dengan baik.

Intinya, walaupun mengunakan existing bisa jadi solusi yang lebih murah tapi itu tidak otomatis terjadi pada semua case. Bisa saja malah lebih mahal. Ambil contoh misalnya diatas kertas (berdasarkan hitung-hitungan) bisa dipakai tapi ternyata dilapangan ceritanya lain dan harus beli control valve baru lagi. Bisa dihitung berapa kerugian karena harus bayar ongkos copot yang existing, beli blind flange untuk nutup bekas connection control valve existing, apalagi kalau beli control valve yang barunya harus air freight untuk ngejar schedule.

Segitu dulu Web.

Tanggapan 4 – badai menggumpal

Pengalaman Pribadi yah Mas Arief???

Web, udah kasih aja Mas Khaqim beberapa bacaan bagus tentang control valve…

kan ente rajin ngumpulin….#ketawa, sambil ngabur#