3.1. Introduction to Manual Valves

Ch. III – Manual Valves

3.1. Introduction to Manual Valves 1. Definition Manual valves are those valves that operate through a manual operator (handwheel or handlever), which are primary used as on-off valves, although can also be used for basic throttling. The best manual valves for on-off service are those that allow flow to move straight through the body, with a full-area closure element that present little or no pressure drop. Throttling manual valves used to control flow are those that offer a definite FC Manual valves are also used to divert or combine flow through a three- or four-way design configuration. Training on Valve Technology

65

2


2. Classification of Manual Valves Manual valve dapat dibagi ke dalam 4 tipe: 1. Rotating valves 2. Stopper valves 3. Sliding valves 4. Flexible valves. Rotating valves: Termasuk ke dalam kelompok ini adalah valves yang menggunakan mekanisme rotasi “quarter-turn”. Rancangan yang umum untuk kelompok ini adalah plug, ball, dan butterfly, Gbr. 1, 2 dan 3. Aturan umum, rotating valves, kecuali butterfly, perform well in less-than-clean services, karena mekanismenya bertindak sebagai self-cleaning. Training on Valve Technology

3


Gbr. 1 Plug Valve Gbr. 2 Ball Valve Gbr. 3 Butterfly Valve Training on Valve Technology

66

4


Stopper valves: Termasuk ke dalam kelompok ini adalah valves yang menggunakan “linearmotion”, circular closure element yang tegak lurus sumbu pipa. Tipe ini menggunakan globe body untuk melewatkan fluida secara langsung memakai mekanisme “right-angle turn”.

Gbr. 4 Globe Valve Training on Valve Technology

5


Sliding valves: Termasuk ke dalam kelompok ini adalah valves yang menggunakan “flat perpendicular closure element” that intersect the flow. Gate and piston valves termasuk ke dalam kelompok ini, Gbr. 5 dan 6. Seperti pada stopper valve, closure element-nya slides down from its full-open position into the flow stream, acting as a barrier wall. Sliding-seal design sangat cocok untuk aplikasi onoff, tetapi kurang cocok untuk slurry, karena sensitif terhadap kotoran dalam fluida.

Training on Valve Technology

67

6


Gbr. 6 Piston Valve

Gbr. 5 Gate Valve


7


Flexible valves: Termasuk ke dalam kelompok ini adalah valves yang menggunakan “elastomeric” closure element. Rancangannya mirip dengan sliding valves, hanya berbeda pada jenis closure element-nya saja. Pinch and diaphragm valves termasuk ke dalam kelompok ini, Gbr. 6 dan 7. Aplikasinya: untuk on-off where tight shut-off (ANSI Class IV) is important or with slurries or other particulate-laden services.


68

8


Gbr. 6 Pinch Valve

Gbr. 7 Diaphragm Valve


9


3.2. Manual Plug Valves Manual plug valve is a quarter-turn manual valve that uses a cylindrical or tapered plug to allow straightthrough flow, Gbr. 8. General application: as on-off or throttling valves with low-pressure-low temperature service. Fluid service: liquid and gas, non-abrasive slurry, vacuum, food-processing, and pharmaceutical services. High-pressure-high temperature design is also exist. Common size Î up to 18 in (DN 450) and in the lower classes (ANSI classes 150 and 300)


69

10


Gbr. 8 Non-lubricated, PTFE-sleeved quarter-turn plug valve Training on Valve Technology

11


1. Manual-Plug-Valve Design Most common design: allow for straight-through, two-way service (inlet and outlet), with the closure element in the middle of the body. Most plug-valve bodies equipped with integral flanges, but threaded end are also common. Pada konstruksi three-way, closure element is used to divert or combine the flow, tergantung pada susunan valve dan posisi plug-nya. Lihat Gbr. 9. Face-to-face standard for plug valves: ANSI B16.10, both for long and short patterns. Common 3 sealing methods: cylindrical sleeve between body and plug, a series O-ring between plug and body, and the injection of a soft sealant. Training on Valve Technology

70

12


Gbr. 9 Three-way flow arrangements for quarter-turn plug valves Training on Valve Technology

13


2. Manual-Plug-Valve Operation Opening plug berada in line dengan inlet dan outlet ports Î minimum pressure drop. Untuk aplikasi throttling, saat plug berada pada posisi midturn, plug mengalami 2 pressure drop: di hulu dan di hilir. Kebocoran pada seating dicegah dengan mekanisme sealing atau penekan plug pada sleeve. Packing atau collar-diaphragm digunakan untuk mencegah kebocoran pada stem. Untuk ukuran yang besar (3” or larger), torsi yang dibutuhkan mulai terasa besar. Tabel 1 memberikan turning torque for a typical plug valve. Training on Valve Technology

71

14


Table 1 Average run torque for manual plug valve Valve Size

Turning Torque at Plug Stem

0.5 – inch DN15

3.0 ft-lbs 4.0 joules

0.75 – inch DN 20


1.0 – inch DN 25


1.5 – inch DN 40


2.0 – inch DN 50


3.0 – inch DN 80


4.0 – inch DN 100


Turning Torque with Gear-operator



15


Table 1 Average run torque for manual plug valve (continued) Valve Size

Turning Torque at Plug Stem

Turning Torque with Gear-operator

6.0 – inch DN 150



8.0 – inch DN 200



10 – inch DN 250



12 – inch DN 300



14 – inch DN 350



16 – inch DN 400



18 – inch DN 450




72

16


3. Manual-Plug-Valve Installation Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan instalasi valve: • Ruang yang tersedia, • Orientasi sisi inlet dan outlet, • Arah aliran (untuk three-way, anticavitation, dan flow characteristic Î bisa jadi hal kritis), • Bersihkan saluran pipa dari benda-benda asing, • Pastikan gasket surface sudah bersih • Lakukan pengencangan baut sesuai dengan rekomendasi manufaktur/standard, • Jika menggunakan welded joint, hindarkan terjadinya overheating yang dapat merusak bagian-bagian lunak (sleeve, packing, gasket, dsb. (kondisi katup dibuka saat pengelasan) Training on Valve Technology

17


• Saat start-up, periksa setiap bagian yang mungkin menjadi sumber kebocoran (flange atau stem). • Jika terjadi kebocoran kencangkan lagi flange bolting, bonnet-cap bolting, dsb. sampai kebocoran berhenti. • Jika kebocoran tidak bisa distop, gasket, diaphragm, dsb. mungkin sudah rusak dan perlu dilakukan pembongkaran (disassembly). • Valve seharusnya dibuka-tutup berkali-kali untuk memastikan operator dapat mengoperasikannya sesuai kondisi operasi dan menjamin bahwa closure elemen tidak mengalami overcompressed. • Jika valve membutuhkan pelumasan, lakukan sebelum dioperasikan. Sistem pelumas harus tetap ditempatnya selama operasi. Training on Valve Technology

73

18


4. Manual-Plug-Valve Troubleshooting Setelah beroperasi beberapa lama, troubleshooting secara rutin perlu dilakukan. Beberapa hal/tindakan yang perlu diperhatikan saat melakukan troubleshooting: Lakukan pemeriksaan visual, khususnya pada lokasi dimana mungkin terjadi kebocoran. Jika terjadi kebocoran, lakukan pengencangan pada baut ybs sesuai dengan prosedur. Jika kebocoran tetap terjadi, kemungkinan gasket, packing sudah aus, kotor, atau rusak Î valve perlu dibongkar dari instalasinya untuk dilakukan reparasi. After each “adjustment”, valve harus dioperasikan untuk menjamin bahwa torque is manageable. Training on Valve Technology

19


5. Manual-Plug-Valve Servicing Petunjuk melakukan service yang diberikan di sini tidak dimaksudkan untuk menggantikan petunjuk dari pabrik pembuatnya, tetapi hanya sebagai petunjuk yang umum. Petunjuk dari pabrik harus diikuti sepenuhnya, khususnya jika masih dalam periode masa garansi. Beberapa petunjuk umum: ªUntuk membongkar dan merakit kembali valve, pastikan bahwa valve telah bebas dari tekanan dan fluida kerja. ªUntuk kasus aplikasi yang korosif, beracun, caustic, dsb. valve harus didekontaminasi untuk mencegah bahaya pada personel atau peralatan lain di dekatnya. Training on Valve Technology

74

20


ª Gbr. 10 memberikan “exploded view” dari typical tapered-plug valve untuk referensi. Keterangan Gbr. 10. (1) Body

(2) Plug

(3) Top cap

(3A)Top cap bolt

(5) Sleeve

(6) Diaphragm

(11) Thrust collar (12) Adjuster (12A) Adjuster bolt (13) Wrench (17) Grounding spring (19) Stop collar

Gbr. 10

(19A) Stop collar retainer Training on Valve Technology

21


ª Jika plug valve dilengkapi dengan “tapered sleeve”, biasanya manufacturer memberikan special tools. ª Salah satu tools disebut “coining die” is needed to center the sleeve over the body bore, dan tools lainnya “push rod” dan “push guide” is required to drive the sleeve into place. Lihat Gbr. 11. ª Sebelum penggantian packing atau seal, pastikan permukaan stem masih halus.

Gbr. 11 Sleeve assembly of a quarter-turn plug valve


75

22


3.3. Manual Ball Valves Manual ball valve is a quarter-turn, straight-through flow valve that uses a round closure element with matching rounded elastomeric seat that permit uniform seating stress, Gbr. 12. Manual ball valves are best used for on-off service, as well as moderate throtlling situations that require minimal accuracy. Application: liquid or gas with non-abrasive in nature, for vacuum, and cryogenic services. Ball valve are ideal for slurries or processes with particulates, since the ball port has a tendency to separate or shear the particulates upon closing. Untuk mencegah menempelnya partikulat, dibutuhkan level maintenance yang tinggi. Training on Valve Technology

23


Gbr. 12a. Split-body, full-port quarter-turn manual ball valve Training on Valve Technology

76

24


Gbr. 12b. Exploded view of a manual ball valve Training on Valve Technology

25


Jika ball valve digunakan pada situasi yang korosif, seperti misalnya hydrochloric acid, sulfuric acid, waste acid, or acid brine, maka bagian permukaan bola dan body yang berkontak dengan fluida kerja harus dilapisi dengan PTFE (polytetrafluoroethylene) yang merupakan bahan yang tahan korosi dan bersifat impermeable. Manual ball valve are typically found in size up to 12” (DN 300) and in-lower pressure classes of ANSI classes 150 through 600.


77

26


1. Manual-Ball-Valve Design Rancangan manual ball valve dapat dijumpai dalam berbagai konfigurasi, tetapi konfigurasi yang paling umum adalah split-body (Gbr. 12), solid body with side entry (Gbr. 13), atau solid body with top entry (Gbr. 14). Dimensi face-to-face untuk bola diberikan oleh ANSI Standard B16.10. End connection yang umum digunakan pada manual ball valves adalah integralflange design. Closure element (ball) dapat dibuat bulat atau tapered, tergantung dari rancangan internal seat. Flow passage dapat dibuat full atau reduced port. Gbr. 15 adalah jenis “characterized” ball biasanya untuk throttling dan Gbr. 16 adalah C-shape ball untuk mengeliminasi dead spots. Training on Valve Technology

27


Gbr. 13 Side-entry, full-port quarter-turn manual ball valve

Gbr. 14 Top-entry, full-port single-seat with tilt-action quarter-turn manual ball valve Training on Valve Technology

78

28


Gbr. 15 Characterized ball for throttling applications

Gbr. 16 C-shaped ball for eliminating dead spots Training on Valve Technology

29


If 2 round seats are fixed on the upstream and downstream side of the ball, this type of seating is called double seating. Dengan tipe double seating, moderate pressure drops and elastomeric seating material, bubble-tight shutoff is possible with double-seated ball valves. Beberapa tipe seating juga tersedia. Salah satu yang umum ditemukan adalah tipe floating ball in which the ball is not fixed to the stem and is allowed some freedom of movement through a key slot. Tipe yang lain adalah tipe floating seat, in which the ball is fixed (called a trunnion-mounted ball) at 2 pivots point, and the process pressure pushes the upstream seat against the ball’s sealing surface. The seat can also be prestressed during assembly, using seats that have a spring action. Training on Valve Technology

79

30


2. Manual-Ball-Valve Operation Pressure drop minimum diperoleh pada operasi normal dengan konstruksi full-port dan bukaan valve yang inline dengan inlet dan outlet port. Pressure drop akan meningkat jika digunakan konstruksi reduced-port. Pada operasi throttling, saat bola berada pada posisi midturn, valve mengalami 2 pressure drop seperti pada plug valve. Pengunaan closure element berupa “characterized ball” akan memberikan aliran yang spesifik terhadap posisi bola mulai dari kondisi tertutup sampai dicapai bukaan penuh. Training on Valve Technology

31


3. Manual-Ball-Valve Installation Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan instalasi valve: • Lakukan pemeriksaan visual sebelum dilakukan instalasi Î specification check: size, material, etc. • Valve harus dibuka-tutup berkali-kali untuk memastikan “smooth quarter-turn action”. • Ikuti petunjuk instalasi dari manufaktur. • Untuk ukuran valve yang besar (di atas 3”) gunakan alat angkat yang sesuai. • Perhatikan kesesuaian orientasi valve dan arah aliran, khususnya yang menggunakan “characterized ball” sebagai closure element. • Perhatikan hal-hal lain seperti yang telah dibahas untuk instalasi plug valve. Training on Valve Technology

80

32


4. Manual-Ball-Valve Troubleshooting Beberapa tindakan yang perlu diperhatikan saat melakukan troubleshooting: Lakukan pemeriksaan visual, khususnya pada lokasi dimana mungkin terjadi kebocoran. Jika terjadi kebocoran, lakukan pengencangan pada baut ybs sesuai dengan prosedur. Jika kebocoran tetap terjadi, kemungkinan gasket, packing sudah aus, kotor, atau rusak Î valve perlu dibongkar dari instalasinya untuk dilakukan reparasi. After each “adjustment”, valve harus dioperasikan secara berulang untuk memastikan “smooth quarter-turn action”. Training on Valve Technology

33


5. Manual-Ball-Valve Servicing Petunjuk melakukan service yang diberikan di sini tidak dimaksudkan untuk menggantikan petunjuk dari pabrik pembuatnya, tetapi hanya sebagai petunjuk yang umum. Petunjuk dari pabrik harus diikuti sepenuhnya, khususnya jika masih dalam periode masa garansi. Beberapa petunjuk umum: ª Untuk membongkar dan merakit kembali valve, pastikan bahwa valve telah bebas dari tekanan dan fluida kerja. ª Untuk kasus aplikasi yang korosif, beracun, caustic, dsb. valve harus didekontaminasi untuk mencegah bahaya pada personel atau peralatan lain di dekatnya. ª Setelah dilakukan reparasi lakukan prosedur instalasi seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya. Training on Valve Technology

81

34


3.4. Manual Globe Valves Seperti ditunjukkan pada Gbr. 17, manual globe valve is a linear-motion valve characterized by a body with a longer face-to-face to ensure smooth flow without any sharp turns. Closure element yang umum digunakan adalah single-seat diletakkan di tengah-tengah body. Bidang aplikasinya paling flexible dibandingkan tipe manual valve yang lainnya Î harganya lebih mahal.

Gbr. 17 Manually operated globe valve


35


Inherent flow characteristicnya lebih bervariasi, tergantung dari bentuk plug. Aplikasinya: Relatively clean liquid or gas. Function: on-off, flow control, frequent stroking, vacuum, wide temperature extremes, umumnya untuk low-temperatur Î due to thrust limitations of the hand operator. Aplikasi pada tekanan tinggi Î require the use of gear operator. Common size: 0.5” to 48” (DN 6 to 1200). Because of top-entry access, globe valves are preferred in the power industry where steam applications require the welding of the valve into the pipeline. Training on Valve Technology

82

36


1. Manual-Globe-Valve Design Globe-style body merupakan bagian utama valve sebagai pressure-retaining dan sebagai rumah dari closure element. Globe-valve body dapat sesuai dengan hampir semua jenis end connection. Dua bagian plug: head plug (bagian yang duduk pada seat ring) dan stem plug. Kelebihan utama: its tight shut-off (up to 0.01 % max. flow of the valve). Untuk menjaga agar head plug tetap in alignment with the seat ring is important for tight shut-off Î guiding mechanism: double-top stem guiding, Gbr. 18 and seat guiding, Gbr. 19. Training on Valve Technology

37


Seat Guide

Gbr. 19 Seat guiding

Gbr. 18 Double-top stem guiding


83

38


2. Manual-Globe-Valve Operation Kebanyakan manual globe valve menggunakan T-style body, sehingga valve dapat dipasang pada pipa lurus. Arah aliran umumnya dari bawah plug sehingga memudahkan operasi penutupan dan pembukaan. Trim manual globe valve dapat dimodifikasi untuk mendapatkan FC equal-percentage, linear atau quickreturn. Pada kondisi tertutup, gaya aksial dari handwheel diteruskan ke plug, sedangkan pada kondisi terbuka penuh, seating area terbuka untuk aliran. Aliran dapat dipertahankan dalam body dan bonnet dengan static seal pada end connection dan packing box pada bonnet. Karena kontruksinya, globe valve tidak dapat dilewati oleh pig. Training on Valve Technology

39


3. Manual-Globe-Valve Installation Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan instalasi valve: • Lakukan pemeriksaan visual sebelum dilakukan instalasi Î specification check: size, material, etc. • Baca dan perhatikan “installation and maintenance instruction” yang dikirim bersama valve. • Hat-hati melakukan proses “lifting”, khususnya untuk valve dengan ukuran di atas 2” (DN 50). Perhatikan letak titik beratnya. • Globe valve umumnya dipasang secara horizontal (bogy sejajar permukaan tanah) untuk memudahkan maintenance, kalibrasi, dan operasi.

• Untuk beberapa kasus dapat juga dipasangkan pada arah vertikal. Training on Valve Technology

84

40


• Perhatikan arah aliran yang direkomendasikan saat pemasangan globe valve. • Saat pemasangan end connection, khususnya vlave dengan flange end connection, perhatikan alignment valve’s flange dengan pipe’s flange. • Jika menggunakan welded joint, hindarkan terjadinya overheating yang dapat merusak bagian-bagian lunak (sleeve, packing, gasket, dsb. (kondisi katup dibuka saat pengelasan). • Setelah dipasang, pastikan bahwa plug stem dapat digerakkan dengan “smooth”. Jika tidak, lakukan pemeriksaan untuk mencari penyebabnya. • Perhatikan juga hal-hal lainnya, seperti yang telah dibahas untuk instalasi valve sebelumnya. Training on Valve Technology

41


Gbr. 20 T-Pattern Globe Valve Gbr. 21 Y-Pattern Globe Valve

Gbr. 22 Oblique-Pattern Globe Valve


85

42


4. Manual-Globe-Valve Troubleshooting Beberapa tindakan yang perlu diperhatikan saat melakukan troubleshooting: • Lakukan pemeriksaan dan troubleshooting secara periodik. • Lakukan pemeriksaan kemungkinan terjadinya kebocoran pada berbagai lokasi: end connection, daerah antara body dan bonnet, body plug, packing box, dsb. Jika terjadi kebocoran, lakukan pengencangan pada baut ybs sesuai dengan prosedur. Jika kebocoran tetap terjadi, kemungkinan gasket, packing sudah aus, kotor, atau rusak Î valve perlu dibongkar dari instalasinya untuk dilakukan reparasi. Training on Valve Technology

43


After each “adjustment”, valve harus dioperasikan secara berulang untuk memastikan “full and smooth stroke”. Jika terjadi kebocoran yang berlebih pada valve seat, sedangkan prosedur maintenance telah dilakukan sesuai manual instruction, maka besar kemungkinan sudah terjadi keausan yang berlebih pada seat ring-plug. Berbagai kemungkinan penyebab keausan tersebut: erosion, corrosion, cavitation atau flashing. Kasus kebocoran yang terjadi pada valve yang baru saja direparasi, pada umumnya disebabkan oleh misalignment antara plug dan seat. Training on Valve Technology

86

44


5. Manual-Globe-Valve Servicing Petunjuk melakukan service yang diberikan di sini tidak dimaksudkan untuk menggantikan petunjuk dari pabrik pembuatnya, tetapi hanya sebagai petunjuk yang umum. Petunjuk dari pabrik harus diikuti sepenuhnya, khususnya jika msih dalam periode masa garansi. Beberapa petunjuk umum: ª Untuk membongkar dan merakit kembali valve, pastikan bahwa valve telah bebas dari tekanan dan fluida kerja. ª Untuk kasus aplikasi yang korosif, beracun, caustic, dsb. valve harus didekontaminasi untuk mencegah bahaya pada personel atau peralatan lain di dekatnya. ª Setelah dilakukan reparasi lakukan prosedur instalasi seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya. Training on Valve Technology

45


3.5. Manual Gate Valves Is a linear-motion manual valve that uses a typically flat closure element perpendicular to the process flow, which slides into the flow stream to provide shutoff, Gbr. 23 Merupakan satu jenis valve yang umum digunakan untuk berbagai fluida (lebih banyak untuk cairan), slurry, cryogenic, dan vacuum.

Gbr. 23 Manual Gate valve Training on Valve Technology

87

46


Gate valve umumnya difungsikan sebagai on-off valve, dengan buka/tutup yang tidak terlalu sering. Harganya relatif murah, mudah untuk dimaintenance, dan dibongkar-pasang. Dapat dilewati oleh “pipe-cleaning pig”, khususnya pada konstruksi full-area passage flow. Konstruksi dengan metal seat memungkinkan untuk digunakan dalam “fire-safe” service. Beberapa kelemahannya: tidak cocok untuk throttling, sukar dibuka/ditutup pada operasi tekanan sangat tinggi, tight shutoff sukar diperoleh, perlu waktu lama untuk membuka/menutupnya. Umumnya dikenal 2 macam rancangan: parallel-gate valve (Gbr. 24) dan wedge-shaped (Gbr. 25). Common size: 2 – 12” (DN 50 – DN 300) pada ANSI Class 150 (PN 16). Training on Valve Technology

47


Gbr. 25 Wedge-shape gate valve

Gbr. 24 Parallel-gate valve


88

48


1. Manual-Gate-Valve Design Baik pada kontruksi paralel maupun wedge, keduanya menggunakan “screw-driven” manual operator untuk menaikkan atau menurunkan gate. Gate disambungkan dengan manual operator melalui gate stem. Ada 2 jenis mekanisme: fixed (rising stem), Gbr. 26 atau threaded (nonrising stem), Gbr. 27. Body umumnya dirancang dengan flange end connection, walaupun dengan buttweld, socketweld, atau screwed ends juga terkadang tersedia. Rancangan bonnet cap: top-entry dilengkapi dengan packing box untuk mencegah kebocoran pada stem. Gland flange umumnya digunakan untuk memberikan kompresi/tekanan pada packing. Training on Valve Technology

49


Gbr. 27 Nonrising stem gate vale

Gbr. 26 Rising stem gate vale


89

50


2. Manual-Gate-Valve Operation Saat gate valve dalam kondisi terbuka penuh, pressure drop menjadi minimum. Pressure drop tersebut disebabkan oleh: geometri seat, body, atau cavities. Pada posisi terbuka penuh, gate akan berada di atas seat dalam “upper body cavity” jauh dari aliran. Saat mulai penutupan, karena umumnya gate valve untuk aplikasi tekanan rendah, maka gaya yang terjadi pada gate umumnya kecil. Tipe paralel gate: gaya yang dibutuhkan kecil saat penutupan, tetapi agak besar saat pembukaan. Sebaliknya pada tipe wedge, dibutuhkan gaya yang kecil saat pembukaan (wedging effect). Pengoperasian gate valve untuk throttling Î hati2 terhadap flutter dan vibration. Training on Valve Technology

51


3. Manual-Gate-Valve Installation Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan instalasi valve: • Lakukan pemeriksaan visual sebelum dilakukan instalasi Î specification check: size, material, etc. • Baca dan perhatikan “installation and maintenance instruction” yang dikirim bersama valve. • Hat-hati melakukan proses “lifting”, khususnya untuk valve dengan ukuran di atas 2” (DN 50). Perhatikan letak titik beratnya. • Dibandingkan dengan manual valve yang lain, umumnya gate valve memiliki tinggi yang paling besar Î perhatikan ruang sebelum pemasangan.

• Gate-valve umumnya dipasang pada arah horizontal dengan manual operator di bagian atas. Training on Valve Technology

90

52


• Walaupun umumnya dipasang horizontal, gate valve ukuran kecil juga dapat dipasang pada arah vertikal Î perlu mechanical support yang sesuai. • Jika pada body tidak ada arah aliran Î instalasi tidak perlu memperhatikan arah aliran. • Saat instalasi Î alignment flange perlu diperhatikan dengan teliti. • Setelah dipasang, pastikan bahwa plug stem dapat digerakkan dengan “smooth”. Jika tidak, lakukan pemeriksaan untuk mencari penyebabnya. • Perhatikan juga hal-hal lainnya, seperti yang telah dibahas untuk instalasi valve sebelumnya. • Untuk aplikasi dengan fluida dengan adhesive solid perlu dipasang “purged line” untuk mendorong keluar material dari seat. Training on Valve Technology

53


4. Manual-Gate-Valve Troubleshooting Beberapa tindakan yang perlu diperhatikan saat melakukan troubleshooting: • Lakukan pemeriksaan dan troubleshooting secara periodik. • Umumnya troubleshooting dapat dilakukan saat valve sedang beroperasi. • Jika diperlukan pemeriksaan/perbaikan gate, seat, packing box, proses perlu dihentikan atau diblok di sekitar valve yang akan direparasi. • Dalam setiap pemeriksaan, pastikan tidak terjadi kebocoran pada bagian-bagian yang penting. • Pada aplikasi dengan fluida gas, deteksi kebocoran dapat dilakukan dengan bantuan “sniffer”. Training on Valve Technology

91

54


Jika terjadi kebocoran, lakukan pengencangan pada baut sesuai dengan prosedur. Jika kebocoran tetap terjadi, kemungkinan gasket, packing sudah aus, kotor, atau rusak Î valve perlu dibongkar dari instalasinya untuk dilakukan reparasi. Dapat terjadi, tetapi sangat jarang, kerusakan pada body atau bonnet. Jika kerusakannya masih tergolong minor Î lakukan perbaikan dengan pengelasan atau penembelan. Kebocoran yang terjadi pada gate and seat umumnya disebabkan oleh aus, korosi, erosi, atau akibat benda asing yang memisahkan gate dan seat atau terjadinya proses galling, khususnya pada kasus metal seat. Training on Valve Technology

55


5. Manual-Gate-Valve Servicing Petunjuk melakukan service yang diberikan di sini tidak dimaksudkan untuk menggantikan petunjuk dari pabrik pembuatnya, tetapi hanya sebagai petunjuk yang umum. Petunjuk dari pabrik harus diikuti sepenuhnya, khususnya jika msih dalam periode masa garansi. Beberapa petunjuk umum: ª Untuk membongkar dan merakit kembali valve, pastikan bahwa valve telah bebas dari tekanan dan fluida kerja. ª Untuk kasus aplikasi yang korosif, beracun, caustic, dsb. valve harus didekontaminasi untuk mencegah bahaya pada personel atau peralatan lain di dekatnya. ª Setelah dilakukan reparasi lakukan prosedur instalasi seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya. Training on Valve Technology

92

56


ª Gunakan tools yang sesuai saat melakukan disassembling dan assembling saat melakukan reparasi. ª Pada aplikasi yang sangat korosif, terkadang seat sangat sukar atau tidak mungkin untuk dilepas. Jika ini terjadi Î seluruh body perlu diganti. ª Jika diperlukan penggantian packing, hati-hati dengan “gate-stem threads” (pada konstruksi rising-stem) tidak merusak diameter-dalam packing. ª Gate stem yang mengalami goresan perlu dipolish dengan “very fine abrasive compound substance”. ª Sebelum dilakukan reassembling, pastikan semua parts telah dibersihkan dengan dengan cairan tepat. ª Setelah dilakukan reparasi, lakukan prosedur instalasi seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya. Training on Valve Technology

57


3.6. Manual Butterfly Valves Is a quarter-turn rotarymotion valve that uses a round disk as the closure element. Manual butterfly valves are classified into 2 groups: Concentric butterfly valves Î for on-off usage. Eccentric butterfly valves are design with disk that is offset from the center of the body Î for throttling application, Fig. 29 and 30.

Gbr. 28 Manual Gate valve


93

58


Gbr. 29 Double offset design


59


Gbr. 30 Triple offset design


94

60


ª Butterfly valves have naturally high pressure-recovery factor Î work exceptionally well with low pressure drop applications. ª Flashing is not associated with butterfly valves, but cavitation and choked flow is easily occur with high pressure drops. ª Service application: on-off and flow-control with media both liquid, gas, vacuum, granular and powder, slurry, food-processing, and pharmaceutical services. ª The size are limited to 2 in (DN 50) and larger, because of the limitations of the rotary design. The maximum size with high-performance can reach 36 in (DN 900). ª Manual design are limited to ANSI Class 150 (PN 16), although some manufacturer can offer Classes 300 and 600. Training on Valve Technology

61


1. Manual-Butterfly-Valve Design When compared to plug and ball valves, butterfly-valve bodies have very narrow face-to-face. In many cases, the body can be installed between toe pipe flanges using a through-bolt connection Î be careful with thermal expansion of the process. The wafer body (Fig.31) sometimes called the flangeless body, is a flat body that has a minimal face-to-face. Wafer-style bodies are more commonly applied in the smaller sizes, 12 in (DN 300) and less. Flanged body (Fig. 32) is used with larger size (14 in and larger). Lug-body style (Fig. 33) has one integral flange with an identical hole pattern to piping flanges. Training on Valve Technology

95

62


Gbr. 32 Flanged body

Gbr. 31 Flangeless body

Gbr. 33 Lug pattern body Training on Valve Technology

63


The concentric disk-seat design has a greater tendency for wear, especially with any type of throttling application. Hal ini karena pada tipe concentric, selalu ada bagian dari disk yang berkontak dengan seat pada setiap posisi bukaan Î constant contact. Oleh karenanya tipe concentric disk-seat tidak cocok untuk aplikasi throttling. Design eccentric disk allows for disk and seat to be in full contact upon closure, but when the valve opens the disk lifts Gbr. 34 Eccentric disk off the seat, avoiding any unnecessary contact, Fig. 34. If manual butterfly valve is operated often Î eccentric disk type is preferred Î minimum wear to the seat. Training on Valve Technology

96

64


Some concentric valves bodies are lined with rubber or elastomer for 2 purposes: 1. It protects the metal body from the process, especially in corrosive service. 2. The lining can acts as the soft seat when disk in closed position Î increase shut-off condition. With eccentric disk valves, a number of different resilient seat design are used to handle higher pressure and temperature. Some designs use the Poisson effect. When deformation takes place, the pressure pushes the material against the surface to be sealed, Fig. 35. With this design Î the greater the pressure, the greater the seal. Another resilient design seat utilizes the mechanical preload effect, which allows the disk’s seating surface to slightly interfere with the inside diameter of the seat, Fig. 36. Training on Valve Technology

65


Gbr. 36 Butterfly soft seat assisted by mechanical preloading

Gbr. 35 Butterfly metal seat assisted by process pressure


97

66


Metal seats are applied to high temperature (above 400oF or 205oC). In some designs, both a soft and metal seat can be used in tandem, allowing the metal seat to be a backup in case of the failure of the soft seat, Fig. 37. This designs are specified for fire-safe applications. The packing box design is similar to other packing boxes in plug and ball valves.

Gbr. 37 Combined metal and soft seat used for fire-safe applications


67


2. Manual-Butterfly-Valve Operation Unlike gate- or globe-valve design, where the closure element moves out of the flow stream, the butterfly disk is located in the middle of the flow stream, creating some turbulence, even in open position. To minimize the potential problem, the disk is designed with gradual angles, smooth and rounded surfaces. These design modification allow the flow to move past the disk without creating substantial turbulence. The major drawback of butterfly valves is that control stability is difficult when the disk is nearing the seat. This is because of the rangeability is quite low (20:1). The final 5% of the stroke (to closure) is not available of this instability. Training on Valve Technology

98

68


The butterfly valves with the greatest requirement for breakout torque are those designs that require a great deal operator thrust to close and seal the valve. This is why some manufacturer utilize fluid pressure to assist with the seal-in effect, so that less breakout torque is required. Because of the design limitations of the butterfly disk, a particular flow characteristic cannot be easily designed into a butterfly valve, unlike the trim of a globe valve. Therefore, the user must use the inherent flow characteristic of the butterfly valve, which is parabolic in nature.


69


3. Manual-Butterfly-Valve Installation Careful inspection must be conducted to ensure all application’s requirements. Correcting problems with incorrect or damaged parts should be done prior to installation. Before installation takes place, the entire length of the upstream pipe should be cleaned for any foreign material. To avoid valve damage or possible injuries to personnel, larger valves (4 in or larger) should be lifted using appropriate lifting device. Most applications allow for a butterfly valve to be installed in either a vertical or horizontal position. Fig. 38 shows the installation procedure for the butterfly valve. Training on Valve Technology

99

70


Gbr. 38 Butterfly body installation procedure


71


To ensure correct and equal gasket compression, the bolting should be tightened in a criss-cross pattern by tightening one bolt and then the opposite one. Manufacturer or industry torque values should be met when tightening the bolt. Low-strength bolting is used for flanged connections, while intermediate- or highstrength bolting is used for through-bolted joints. Typical ANSI flange bolting specifications are given in Table 2. To avoid the interference between disk and internal part of piping, the piping must be modified. The packing should be retightened according to the manufacturer’s written procedures. With manual handwheels, the lubrication around the handwheel stem should be checked. Training on Valve Technology

100

72


Table 2 Flange bolting specifications Valve Size

ANSI/PN Class Rating

Bolt Length (Inches/cm)

1-inch DN 25

150/PN 16 300/PN 40 600/PN 100

1.5 -inch DN 40

Torque for Low Strength (ft.lbs./joules)

Intermed. Strength (ft.lbs./joules)

2.50/6.35 3.00/7.62 3.50/8.89

23/31 46/62 46/62

61/83 122/165 122/165

150/PN 16 300/PN 40 600/PN 100

2.75/6.99 3.50/8.89 4.25/10.80

23/31 82/111 82/111

61/83 218/296 218/296

2-inch DN 50

150/PN 16 300/PN 40 600/PN 100

3.25/8.26 3.50/8.89 4.25/10.80

46/62 46/62 46/62

122/165 122/165 122/165

3-inch DN 80

150/PN 16 300/PN 40 600/PN 100

3.50/8.89 4.25/10.80 5.00/12.70

46/62 82/111 82/111

122/165 218/296 218/296


73


Table 2 Flange bolting specifications (cont’d) Valve Size

ANSI/PN Class Rating

Bolt Length (Inches/cm)

4-inch DN 100

150/PN 16 300/PN 40 600/PN 100

6-inch DN 150

Torque for Low Strength (ft.lbs./joules)

Intermed. Strength (ft.lbs./joules)

3.50/8.89 4.50/11.43 5.75/14.61

46/62 82/111 132/179

122/165 218/296 353/479

150/PN 16 300/PN 40 600/PN 100

4.00/10.16 4.75/12.07 6.75/17.15

82/111 82/111 199/270

218/296 218/296 531/720

8-inch DN 200

150/PN 16 300/PN 40 600/PN 100

4.25/10.80 5.50/13.97 7.50/19.05

82/111 132/179 296/401

218/296 353/479 789/1070

10-inch DN 250

150/PN 16 300/PN 40 600/PN 100

4.50/6.35 6.25/15.88 8.50/21.59

132/179 199/270 420/570

353/479 531/720 1119/1517

12-inch DN 300

150/PN 16 300/PN 40 600/PN 100

4.75/12.07 6.75/17.15 8.75/22.23

132/179 296/401 420/570

353/479 789/1070 1119/1517


101

74


4. Manual-Butterfly-Valve Troubleshooting Valve’s life time can be extended by periodically troubleshooting the valves for proper operation and PM. In nearly all case, manual butterfly valves can be checked for operation while in-line. Primary inspection: check for process leakage and ensure smooth operation. Common malfunction of the butterfly valve is a seat that leaks beyond the expected leakage rate and leakage through the packing box. Probable cause of disk-seat leakage: erosion, mechanical failure of seat, frictional wear, damage from a foreign object, cavitation, etc. The disk and seat may be misaligned if the shaft guides or bearing are worn. Training on Valve Technology

75


5. Manual-Butterfly-Valve Servicing The MIs should be followed exactly as they are intended. If the process must stay in operation during servicing, any existing bypass block valves should be used to channel the flow. Before the line flange bolting is removed, the disk should be placed in the closed (or seated) position so that the valve-body subassembly will clear the piping. Use mechanical spreaders between the flanges to spread the piping slightly to release the valve. To ensure correct orientation of the operator during reassembly, alignment marks should be placed on the shaft and the operator. Training on Valve Technology

102

76


To remove the shaft and disk, the user should check to see if the body has a plug or flange that seals a blind end of the body (the end opposite from the operator). If so, the plug or flange and the gasket should be disassembled. Refereeing to Fig. 39 and 40, the gland flange and bolting should be loosened or removed to decompress the packing box. Before the butterfly valve is reassembled, all parts should be thoroughly cleaned. Any areas of severe oxidation should be removed and painted with an antioxidation paint. All damaged or worn parts should be replaced with new or reconditioned parts. Before remounting the operator, the user should verify that the disk is in the correct position (full-open or fullclosed) by using previous alignment marks on the stem. Training on Valve Technology

77


Gbr. 39 Exploded view of a lines, split-body, concentric disk butterfly valve. Training on Valve Technology

103

(1) Body (1A) Hex head cap screw (1B) Hex nut (1C) Bushing (2) Disk (3) Retainer plate (4) & (4A) socket head screw (5) Gland at top (5A) O-ring inboard (5B) O-ring outboard (6) Spring (7) Bearing (8) Ring-stem wedge (9) Ring-stem compression (10) Liner (11) Seat energizer (12) Gland at bottom (13) Plate mounting (14) Stem extension (15) Spacer (16) Bracket (17) Stud (18) Hex nut (19) & (20) washer 78


(1) Body (2) Disk (2A) Taper pin (2B) Shaft (3) Retainer ring (4) Seat ring (5) Garter ring (6) Seat (7) Packing (set) (8) Gland (9) & (10) Thrust washer (11) Bearing (12) Fastener (13) Adjuster (14) Screws (15) Grounding spring (16) Bellville washers

Gbr. 40 Exploded view of an eccentric disk butterfly valve. Training on Valve Technology

79


Reference Skousen, P.L., Valve Handbook, McGraw-Hill, USA, 1998. Fisher®, Control Valve Handbook, Fisher Control International, USA, 2001.


104

80



105

81

3.1. Introduction to Manual Valves

Recommend Documents