Memahami Gate Valve: Cara Kerja, Jenis, Kelebihan, dan Kekurangan

Kelasteknisi.com - Gate valve adalah komponen penting dalam sistem perpipaan yang berfungsi seperti pintu. Ketika tertutup, ia benar-benar menghentikan aliran cairan (fluida), dan saat terbuka, fluida bisa mengalir dengan lancar.

Gate valve bekerja dengan prinsip yang sama seperti pintu, memungkinkan fluida mengalir atau menghentikan alirannya dalam pipa. Ada lebih banyak detail yang perlu Anda ketahui tentang katup ini, yang akan dijelaskan selanjutnya.

Gate Valve (Dok: Qisma & Naila (Youtube))

Definisi Gate Valve

Gate valve adalah jenis katup yang digunakan dalam sistem perpipaan untuk mengontrol aliran fluida. Cara kerjanya melibatkan piringan berbentuk gerbang (disk) yang bisa diangkat atau diturunkan untuk membuka atau menutup jalur aliran.

Saat gate valve dibuka, fluida bisa melewati katup tanpa hambatan. Sebaliknya, ketika katup ditutup, gerbang akan menutup rapat, menghentikan aliran fluida sepenuhnya.

Fungsi Gate Valve

Fungsi utama gate valve dalam sistem perpipaan adalah untuk mengatur aliran fluida dengan membuka atau menutupnya secara penuh. Saat terbuka penuh, fluida dapat mengalir bebas tanpa hambatan, memungkinkan pengaturan aliran yang efisien, baik untuk volume tinggi maupun rendah.

Selain mengatur aliran, gate valve juga berfungsi sebagai penyekat yang sangat efektif. Ketika ditutup, gerbangnya akan menyegel rapat, mencegah fluida melewati pipa.

Karena kemampuannya sebagai penyekat yang mudah digunakan, gate valve sering dipakai di berbagai industri, termasuk pabrik, pembangkit listrik, sistem distribusi air, dan aplikasi industri lainnya.

Cara Kerja Gate Valve

Gate valve beroperasi dengan prinsip mengangkat dan menurunkan gerbangnya untuk mengontrol aliran fluida. Biasanya, katup ini dioperasikan dengan memutar handwheel (roda tangan) atau menggunakan aktuator yang terhubung dengan batang (stem). Memutar handwheel atau aktuator searah jarum jam akan mengangkat stem dan gerbang, membuka saluran aliran.

Sebaliknya, memutar handwheel atau aktuator berlawanan arah jarum jam akan menekan stem ke bawah, sehingga gerbang menutup rapat dan menghentikan aliran fluida.

Bagian-Bagian Gate Valve

Setiap bagian dari gate valve memiliki peran penting untuk memastikan fungsi dan kinerja yang optimal. Berikut adalah penjelasan singkat tentang masing-masing komponen.

• Body (Badan): Ini adalah bagian utama gate valve yang menjadi saluran tempat fluida mengalir. Umumnya berbentuk silinder dengan jalur aliran di tengahnya, dan berfungsi sebagai tempat komponen lain dipasang.
• Seats (Dudukan): Bagian ini terletak di sekitar saluran aliran di dalam body. Seats berfungsi sebagai penopang dan tempat gerbang menutup saat katup ditutup. Biasanya terbuat dari bahan tahan gesekan dan korosi, seperti logam keras atau material tahan suhu tinggi.
• Wedge (Gerbang/Piringan): Mengacu pada piringan berbentuk gerbang yang bertindak sebagai penghalang aliran fluida ketika katup ditutup. Wedge bisa diangkat dan diturunkan oleh stem untuk membuka atau menutup saluran aliran.
• Stem (Batang): Ini adalah poros yang terhubung dengan wedge dan berfungsi untuk mengangkat atau menurunkan gerbang saat katup dioperasikan. Di bagian atasnya terdapat handwheel untuk pengoperasian yang mudah.
• Gasket: Ini adalah segel yang digunakan untuk mencegah kebocoran pada sambungan antara body dan bonnet gate valve. Gasket umumnya terbuat dari elastomer atau logam yang tahan tekanan dan suhu tinggi.
• Bonnet (Tutup Atas): Bagian penutup atas dari body gate valve yang berfungsi melindungi dan mengamankan komponen internal. Terbuat dari logam kuat dan dilengkapi dengan baut (bonnet bolt) untuk menjaga kekencangan sambungan.
• Bonnet Bolt (Baut Tutup Atas): Baut yang digunakan untuk mengencangkan bonnet pada body gate valve. Baut ini memastikan bonnet terpasang kuat dan mencegah kebocoran pada sambungan.
• Hinge Pin (Pin Engsel): Pin engsel yang menghubungkan bonnet dengan body gate valve. Ini memungkinkan bonnet dibuka dan ditutup untuk perbaikan atau pemeriksaan internal katup.
• Gland Packing (Paking Gland): Segel yang digunakan untuk mencegah kebocoran pada sambungan antara stem dan body gate valve. Terletak di sekitar stem dan dapat disesuaikan untuk menjaga kekencangan dan mencegah kebocoran.
• Gland Bolts (Baut Gland): Baut yang berfungsi mengencangkan gland flange pada body gate valve. Baut ini memastikan gland flange terpasang kuat dan menjaga kekencangan sambungan.
• Yoke Sleeve (Selongsong Yoke): Selongsong yang melindungi poros stem di bagian atas gate valve. Berfungsi sebagai pelindung dan pengarah gerakan stem saat katup dioperasikan.
• Yoke Cap (Tutup Yoke): Penutup di bagian atas yoke sleeve yang melindungi poros stem dan memberikan kekuatan struktural tambahan. Ini juga bisa menjadi tempat pemasangan aktuator atau handwheel.
• Handwheel (Roda Tangan): Digunakan untuk mengoperasikan gate valve dengan memutar poros stem. Memungkinkan pengguna untuk membuka atau menutup katup dan mengontrol aliran fluida dengan mudah.
• Handwheel Nut (Mur Roda Tangan): Mur pengunci di bagian bawah handwheel. Digunakan untuk mengunci handwheel pada posisi yang diinginkan setelah mengatur aliran atau posisi gerbang katup.
• Lubricator (Pelumas): Bagian yang digunakan untuk melumasi poros stem dan komponen bergerak dalam gate valve. Pelumasan yang baik penting untuk menjaga kinerja optimal dan mencegah keausan atau kerusakan akibat gesekan.

Jenis-Jenis Gate Valve

Gate valve dibagi menjadi beberapa jenis berdasarkan karakteristik disk, gerakan body, dan gerakan stem. Berikut penjelasannya.

Berdasarkan Jenis Disk

Ada tiga jenis gate valve yang umum digunakan dalam sistem perpipaan industri berdasarkan desain disk-nya.

• Solid Wedge (Gerbang Padat): Jenis ini memiliki disk yang padat dan kokoh, memberikan kekuatan tinggi dalam menutup aliran. Cocok untuk aplikasi dengan tekanan dan suhu fluida tinggi.
• Flexible Wedge (Gerbang Fleksibel): Desain disk ini fleksibel untuk menyesuaikan perubahan suhu dan tekanan. Biasanya terdiri dari dua bagian yang bisa bergerak independen di bagian tengahnya, ideal untuk sistem dengan fluktuasi suhu atau tekanan signifikan.
• Split Wedge atau Disk Parallel Gate Valve (Gerbang Belah atau Katup Gerbang Paralel): Jenis disk ini terdiri dari dua bagian yang disatukan dengan mekanisme khusus. Pada disk paralel, ada pegas yang membuatnya selalu bersentuhan dengan dudukan, memungkinkan penyegelan dua arah (bi-directional sealing). Ini paling sesuai untuk gas dan cairan tanpa kondensasi pada suhu normal atau tinggi.

Berdasarkan Gerakan Body

Berdasarkan gerakan body, ada empat jenis gate valve.

• Screwed Bonnet (Tutup Berulir): Jenis ini memiliki bonnet yang bisa dipasang atau dilepas dengan ulir, memudahkan perawatan dan perbaikan.
• Welded-Bonnet (Tutup Dilas): Pada jenis ini, bonnet disambungkan secara permanen ke body melalui pengelasan. Keunggulannya adalah kekakuan struktural yang lebih baik dan ketahanan terhadap tekanan tinggi. Namun, perawatan atau penggantian bagian dalam bisa lebih rumit karena perlu pemotongan dan pengelasan ulang.
• Bolted-Bonnet (Tutup Berbaut): Jenis gate valve ini memiliki bonnet yang dihubungkan ke body menggunakan baut. Ini memudahkan pemasangan atau pelepasan bonnet untuk perawatan atau perbaikan.
• Pressure-Seal Bonnet (Tutup Segel Tekanan): Dirancang khusus untuk menahan tekanan tinggi. Desain bonnet ini memungkinkan tekanan internal fluida membantu menutup katup dengan rapat saat tekanan meningkat.

Berdasarkan Gerakan Stem

Terakhir, gate valve juga dibagi berdasarkan gerakan stem-nya: Gate Valve OS & Y (Rising Stem) dan Gate Valve Non-Rising Stem.

• Gate Valve OS & Y atau Rising Stem (Batang Mengangkat): Pada jenis ini, stem akan bergerak naik atau turun secara linier saat katup dioperasikan. Gerakan ini memudahkan pengguna mengetahui apakah gerbang sedang terbuka atau tertutup.
• Gate Valve Non-Rising Stem (Batang Tidak Mengangkat): Kebalikannya, stem pada jenis ini tidak bergerak naik atau turun secara linier saat katup dioperasikan. Gerbang bergerak ke atas atau ke bawah melalui mekanisme putar atau tarik stem. Jenis ini lebih ringkas dan cocok untuk ruang terbatas.

Kelebihan dan Kekurangan Gate Valve

Sebelum memilih gate valve untuk sistem perpipaan, penting untuk mempertimbangkan kelebihan dan kekurangannya.

Kelebihan

Penggunaan gate valve dalam sistem perpipaan industri menawarkan banyak keuntungan, termasuk kemudahan dalam mengontrol aliran fluida. Berikut adalah kelebihan lainnya:

• Kebocoran Minim: Gate valve dirancang untuk menutup sangat rapat, sehingga sangat efektif mencegah kebocoran fluida. Ini ideal untuk sistem yang membutuhkan kontrol aliran ketat untuk meminimalkan kebocoran.
• Minimal Keausan: Disk gate valve dapat terbuka atau tertutup sepenuhnya, mengurangi gesekan antara disk dan seat, sehingga komponen katup lebih sedikit mengalami keausan. Minimnya keausan membuat gate valve lebih awet.
• Aliran Fluida Penuh: Saat gate valve dibuka penuh, ia menyediakan jalur aliran fluida yang lurus. Ini memungkinkan aliran tanpa hambatan dan mengurangi penurunan tekanan dalam sistem perpipaan.
• Kemampuan Mengatur Aliran: Gate valve dapat diatur pada posisi setengah terbuka untuk mengontrol jumlah aliran fluida yang melewatinya. Ini memberikan fleksibilitas dalam menyesuaikan aliran sesuai kebutuhan sistem.

Kekurangan

Meskipun banyak kelebihan, gate valve juga memiliki beberapa kekurangan yang perlu diwaspadai untuk mencegah potensi masalah.

1. Waktu Pembukaan dan Penutupan Lambat: Proses membuka dan menutup gate valve bisa lebih lama dibanding katup lain, terutama untuk disk yang besar, karena gerakan linear gate yang naik-turun membutuhkan waktu.
2. Menimbulkan Suara Bising: Saat gate valve dibuka sebagian, bisa terdengar suara bising. Suara ini disebabkan oleh getaran gerbang yang bergesekan dengan komponen lain dan fluida.
3. Perawatan Tidak Mudah: Perawatan dan perbaikan gate valve bisa lebih rumit daripada jenis katup lain. Beberapa jenis mungkin memerlukan pemotongan dan pengelasan bonnet untuk mengakses komponen internal, yang menambah waktu dan biaya.

Perbedaan Gate Valve dan Globe Valve

Perbedaan utama antara gate valve dan globe valve terletak pada cara penutupannya. Gate valve menutup aliran saat gerbangnya tertutup penuh, sedangkan globe valve tetap terbuka dalam rentang terbatas untuk mengatur aliran. Fungsi kedua katup ini juga berbeda.

Globe valve berfungsi untuk mengatur besar kecilnya aliran dalam pipa, sementara gate valve mengubah arah dan laju aliran, namun tidak mengubah tekanan dalam pipa.

Dengan demikian, gate valve lebih baik sebagai penutup aliran fluida yang kuat jika tekanan bukan prioritas utama. Selain itu, gate valve dianggap lebih efisien dalam penggunaan energi dibandingkan globe valve.

Gate valve sangat penting dalam sistem perpipaan, jadi memilih yang terbaik sangat krusial untuk mencegah masalah seperti kebocoran. Contromatic menyediakan berbagai pilihan gate valve yang bisa disesuaikan dengan kebutuhan Anda.

Nah, itulah seluk-beluk tentang gate valve yang perlu Anda ketahui. Semoga penjelasan ini tidak hanya menambah wawasan, tapi juga membantu Anda memilih solusi yang tepat untuk kebutuhan sistem perpipaan. Ingat, setiap detail kecil bisa membuat perbedaan besar dalam menjaga kelancaran operasional. Kalau ada pertanyaan lain atau ingin berdiskusi lebih lanjut, jangan sungkan untuk mencari tahu lebih dalam!