• Jalan Danau Sunter Utara, Rukan Sunter Permai, Blok D No. 20, Jakarta Utara
Butterfly Valve Katup Kupu-Kupu

Apa itu Butterfly Valve (Katup Kupu-Kupu) ?

Apa itu Butterfly Valve ?

Butterfly valve (katup kupu-kupu) termasuk dalam keluarga valve seperempat putaran yang memiliki disk seperti “Kupu-kupu” yang terhubung ke sebuah stem dan biasa digunakan untuk menghentikan, mengatur, dan memulai aliran.

Disk menutup ketika stem memutar piringan seperempat putaran ke posisi tegak lurus dengan arah aliran. Ketika valve terbuka, disk diputar kembali untuk aliran.

Butterfly valve digunakan untuk layanan on-off atau modulasi dan populer karena bobotnya yang ringan, ukuran pemasangan yang kecil, biaya lebih rendah, pengoperasian cepat, dan ketersediaan dalam ukuran yang sangat besar. Katup ini dapat dioperasikan dengan gagang, roda gigi, atau aktuator otomatis.

Butterfly valve mudah dan cepat dibuka. Rotasi pegangan 90° memberikan penutupan atau pembukaan valve sepenuhnya. Butterfly valve besar biasanya dilengkapi dengan apa yang disebut gearbox, di mana handwheel dengan gearbox dihubungkan ke stem. Ini membuat pengoperasian valve menjadi lebih sederhana, tetapi dengan mengorbankan kecepatan.

Prinsip dan Cara Kerja Butterfly Valve

Butterfly valve memiliki konstruksi yang relatif sederhana. Komponen utama katup kupu-kupu adalah body, seal, disk, dan stem. Butterfly valve tipikal memiliki disk yang diposisikan di tengah pipa yang terhubung dan stem yang terhubung ke aktuator atau pegangan di bagian luar valve.

Dalam posisi tertutup, disk tegak lurus dengan aliran, seperti yang ditunjukkan pada gambar, dan disegel oleh seat valve. Stem-nya juga ditutup dengan menggunakan O-Ring.

Saat aktuator atau pegangan memutar stem ke belakang 90 derajat, disk menjauh dari seat valve dan memposisikan dirinya sejajar dengan aliran.Rotasi parsial memungkinkan aliran dibatasi atau proporsional.

Butterfly valve yang akan digunakan untuk servis modulasi dapat dirancang untuk memiliki karakteristik Linear atau Equal.

Linear : Ketika laju aliran berada dalam hubungan linier dengan jumlah bukaan disk, itu berarti pada X% pembukaan disk, laju aliran akan sama X% dari laju aliran maksimum.

Contoh jika disk dibuka 1/3 putaran (30 derajat), maka laju aliran maksimum 33,3%.

Equal : Jika butterfly valve memiliki karakteristik persentase yang sama, itu berarti kenaikan gerak katup yang sama menghasilkan persentase perubahan laju aliran yang sama.

Sebagai contoh, jika pergerakan dari jarak 30 hingga 40 derajat meningkatkan laju aliran dari 100 menjadi 170 m3 / jam (sebesar 70%), maka pergerakan dari 40 hingga 50 derajat akan meningkatkan laju aliran dari 170 menjadi 289 m3 / jam ( sebesar 70%).

Ini menghasilkan hubungan logaritmik antara pergerakan disk dan laju aliran. Kemajuan dalam desain katup kupu-kupu telah memungkinkan karakteristik persentase yang sama untuk sudut bukaan dari 20 hingga 90 derajat.

Tipe Butterfly Valve

Butterfly valve bisa datang dalam berbagai desain, yang masing-masing melayani aplikasi dan rentang tekanan tertentu. Katup kupu-kupu dapat dikategorikan berdasarkan desain penutupan cakram, desain sambungan, dan metode aktuasi.

Disc Closure Design

Butterfly valve dapat berupa konsentris atau eksentrik tergantung pada lokasi stem dalam kaitannya dengan disk dan sudut permukaan dudukan tempat cakram menutup.

Concentric

Jenis desain butterfly valve yang paling dasar adalah Butterfly valve sentris atau konsentris.

Ini berarti bahwa batang melewati garis tengah disk yang berada di tengah lubang pipa dan seat adalah diameter bagian dalam body valve.

Desain valve offset-nol ini juga disebut dudukan berpegas karena mengandalkan fleksibilitas karet seat untuk menutup aliran secara efisien saat ditutup.

Dalam jenis valve ini, disk pertama kali bersentuhan dengan dudukan di sekitar 85 ° selama putaran 90°. Butterfly valve konsentris biasanya digunakan untuk rentang tekanan rendah.

Jenis Butterfly Valve

Butterfly valve dengan pegangan tuas di (kiri) dan butterfly valve eksentrik dengan handwheel (kanan)

Eccentric

Butterfly eksentrik berarti stem tidak melewati garis tengah disk, melainkan di belakangnya (berlawanan dengan arah aliran) seperti yang terlihat pada gambar.

Skema tampilan atas butterfly valve eksentrik

Ketika stem terletak tepat di belakang garis tengah disk, valve disebut offset tunggal. Desain ini dikembangkan untuk mengurangi kontak disk dengan seal sebelum valve ditutup sepenuhnya dengan tujuan meningkatkan masa pakai valve. Saat ini, valve offset tunggal telah digantikan oleh butterfly valve offset ganda dan tiga offset.

Pada doubly offset butterfly valve atau eksentrik ganda, stem terletak di belakang disk dengan offset tambahan ke satu sisi  (lihat pada gambar). Eksentrisitas ganda batang ini memungkinkan cakram berputar menggesek seat hanya sekitar satu hingga tiga derajat.

Triple offset butterfly valve (TOV atau TOBV) sering digunakan dalam aplikasi kritis dan dirancang mirip dengan katup kupu-kupu offset ganda. Offset ketiga adalah sumbu kontak disc-seat. Permukaan seat berbentuk kerucut yang digabungkan dengan bentuk yang sama di bagian tepi disc, menghasilkan kontak minimal sebelum valve ditutup sepenuhnya. Katup kupu-kupu offset rangkap tiga lebih efisien dan mengurangi keausan.

Katup offset rangkap tiga sering kali terbuat dari seat logam untuk membuat penutup kedap gelembung. Kursi logam memungkinkan katup kupu-kupu digunakan pada rentang suhu yang lebih tinggi.

Desain katup butterfly berkinerja tinggi menggunakan tekanan dalam pipa untuk meningkatkan gangguan antara dudukan dan tepi cakram. Katup kupu-kupu ini memiliki peringkat tekanan yang lebih tinggi dan rentan terhadap keausan yang lebih sedikit.

Desain Koneksi

Butterfly valve dapat dihubungkan ke sistem perpipaan dengan berbagai cara. Metode yang paling umum adalah tipe wafer atau tipe lug. Namun, mereka juga dapat menggunakan flange atau sambungan tri-clamp.

Tipe Koneksi Butterfly Valve

Tipe Koneksi Butterfly Valve

Wafer-Style

Wafer butterfly valve adalah versi butterfly valve dengan harga paling murah atau ekonomis dan diapit di antara dua flange pipa. Valve ini mungkin atau mungkin tidak memiliki lubang flange di luar badan katup seperti yang terlihat pada gambar.

Flange pipa dihubungkan melalui baut panjang yang melintasi seluruh body katup, seperti yang terlihat pada gambar. Penyegelan antara valve dan flange pipa adalah dicapai melalui gasket, O-ring, dan permukaan datar valve di kedua sisi valve. Jenis sambungan ini dirancang untuk menyegel tekanan diferensial dua arah dan untuk mencegah aliran balik dalam sistem yang dirancang untuk aliran universal.

Lug-Style

Butterfly valve model lug memiliki sisipan berulir (lugs) di luar body valve. Dua set baut menghubungkan flange pipa ke setiap sisi baut tanpa mur. Desain ini memungkinkan pemutusan satu sisi tanpa memengaruhi sisi lainnya.

Butterfly valve tipe Lug yang digunakan dalam layanan buntu umumnya memiliki peringkat tekanan yang lebih rendah. Katup kupu-kupu model lug, tidak seperti gaya wafer, membawa beban perpipaan melalui body valve.

Desain Koneksi Butterfly Valve

Desain Koneksi Butterfly Valve

Konstruksi Seat

Penghentian aliran dilakukan dengan penyegelan piringan valve pada seat yang berada di pinggiran diameter dalam badan valve.

Banyak butterfly valve memiliki seat elastomer yang menjadi tempat disc seal. Butterfly valve lainnya memiliki susunan seal ring yang menggunakan clamp ring dan backing ring pada rubber ring bergerigi. Desain ini mencegah ekstrusi O-Ring.

Pada desain awal, metal disc digunakan untuk menyegel metal seat. Pengaturan ini tidak memberikan penutup anti bocor, tetapi memberikan penutup yang memadai di beberapa aplikasi (yaitu, jalur distribusi air).

Metode Aktuasi

Butterfly valve dapat dioperasikan secara manual dengan gagang dan roda gigi atau secara otomatis dengan aktuator listrik, pneumatik, atau hidrolik. Perangkat ini memungkinkan rotasi disk yang tepat ke posisi mulai dari terbuka penuh hingga tertutup sepenuhnya. Pemahaman singkat tentang berbagai jenis metode aktuasi di bawah ini.

Aktuasi Manual (Manual Actuation)

Butterfly valve yang dioperasikan manual harganya lebih murah dan mudah dioperasikan. Ada dua metode :

  • Hand Lever: Biasa digunakan untuk butterfly valve yang ukurannya kecil dan mampu dikunci pada posisi terbuka, terbuka sebagian, atau tertutup. Contohnya bisa dilihat pada gambar dipembahasan konsentris diatas (kiri).
  • Gear : Ini dirancang untuk butterfly yang sedikit lebih besar dan menggunakan gearbox untuk meningkatkan torsi dengan mengorbankan kecepatan dalam membuka / menutup yang menurun. Valve yang dioperasikan dengan roda gigi juga mengunci sendiri (tidak dapat digerakkan ke belakang) dan dapat dilengkapi dengan indikator posisi. Contohnya bisa dilihat pada gambar dipembahasan konsentris diatas (kanan).

Aktuasi Otomatis (Automatic Actuation)

Aktuator yang dioperasikan otomatis adalah metode yang handal untuk mengendalikan valve dari lokasi yang jauh.

Butterfly valve yang digerakkan listrik

Butterfly valve yang digerakkan listrik

Aktuator ini juga memungkinkan pengoperasian valve yang lebih besar dengan cepat. Aktuator dapat dirancang untuk fail-open (tetap terbuka jika terjadi kegagalan aktuator) close-open (tetap tertutup jika terjadi kegagalan aktuator) dan sering kali dilengkapi dengan metode handwheel jika terjadi kegagalan.

Ketiga jenis aktuator otomatis tercantum di bawah ini :

  • Elektrik : Menggunakan motor listrik untuk memutar stem valve.
  • Pneumatik : Membutuhkan udara bertekanan untuk menggerakkan piston atau diafragma untuk membuka / menutup valve.
  • Hidrolik : Membutuhkan tekanan hidrolik untuk menggerakkan piston atau diafragma untuk membuka / menutup valve.

Pengaplikasian

  • Biaya ekonomis untuk jalur besar dalam layanan kimia, pengolahan air, dan sistem proteksi kebakaran. Ukuran umum yang tersedia adalah 2~48 Inch, meskipun ukuran hingga 96 Inch tersedia dari brand tertentu.
  • Karena desain valve, yang menggabungkan dimensi face-to-face yang kecil dan bobot yang lebih rendah daripada kebanyakan jenis valve, butterfly valve adalah pilihan ekonomis untuk ukuran saluran yang lebih besar (yaitu 8 Inch ke atas).
  • Butterfly valve sesuai dengan dimensi face-to-face ASME dan pressure rating. Hal ini memungkinkan valve dipasang dengan mudah sejajar terlepas dari pabrikannya.
  • Pressure class ASME yang digunakan oleh sebagian besar pabrikan termasuk 150, 300 dan 600# memungkinkan tekanan maksimum 1500 psi.

Standar Yang Berlaku

  • AWWA C504 untuk rubber-seated butterfly valve.
  • API 609 untuk butterfly valve tipe lug and wafer.
  • MSS SP-69 untuk butterfly valves umum.
  • UL 1091 untuk safety butterfly valve yang digunakan pada pengaman proteksi kebakaran.

Butterfly Valve vs Ball Valve

Biasanya, butterfly valve dengan karakteristik serupa lebih murah, lebih mudah dipasang dan memiliki footprint pemasangan yang kecil dibandingkan butterfly valve.

Namun, karena disc di butterfly valve, mereka tidak dapat disentuh untuk tujuan pembersihan.

Ball valve menguntungkan untuk aplikasi berdiameter kecil bertekanan tinggi karena lebih cocok untuk tekanan diferensial yang lebih tinggi dan menyebabkan penurunan tekanan yang sangat kecil pada sistem.

butterfly valve memiliki desain yang relatif tidak rumit, artinya valve tersebut memiliki lebih sedikit bagian yang bergerak dan lebih sedikit kantong / perangkap untuk media sehingga memudahkan perbaikan dan biaya perawatan yang lebih murah.

Untuk diameter pipa kecil, penggunaan material dan torsi ball valve relatif rendah. Biasanya, keunggulan torsi dan biaya butterfly valve mulai mengambil alih dari sekitar DN 50 mm ke atas.