Apakah Butterfly Valve Cocok untuk Media Bubur atau Abrasive?

Panduan Komprehensif dan Praktis

Menangani media slurry atau abrasif merupakan tantangan teknik yang sering terjadi di industri seperti pertambangan, pengolahan mineral, pengolahan air limbah, produksi bahan kimia, dan pembangkit listrik. Bubur—campuran padatan yang tersuspensi dalam cairan—menimbulkan tekanan mekanis dan kimia yang signifikan pada peralatan pengontrol aliran. Oleh karena itu, pemilihan katup yang tepat sangat penting untuk meminimalkan keausan, menghindari penghentian yang tidak direncanakan, dan memastikan keselamatan operasional.

Di antara banyak jenis katup yang tersedia, katup kupu-kupu dikenal luas karena desainnya yang ringkas, hemat biaya, dan kemudahan pengoperasian. Tapi memang begitu katup kupu-kupu benar-benar cocok untuk menangani media slurry atau abrasif? Jawabannya berbeda-beda. Dalam kondisi tertentu, katup kupu-kupu dapat bekerja secara efektif, namun kesesuaiannya sangat bergantung pada desain aplikasi, bahan katup, parameter pengoperasian, dan praktik pemeliharaan.

Memahami Tantangan Bubur

Komposisi bubur sangat bervariasi. Ada yang tipis, mengandung partikel halus dalam konsentrasi rendah, ada pula yang tebal, sangat abrasif, dan mampu mengikis permukaan logam dalam waktu singkat. Tantangan yang ditimbulkan oleh slurry meliputi:

• Keausan abrasif : Partikel padat mengikis, mengikis, atau menggerogoti permukaan katup, terutama jok dan cakram.
• Erosi-katauosi : Kombinasi keausan mekanis dan serangan bahan kimia menyebabkan percepatan kehilangan material.
• Penyumbatan atau penumpukan : Bubur dengan viskositas tinggi dapat menempel pada komponen katup, mengganggu penyegelan dan pengoperasian.
• Guncangan tekanan : Pergerakan slurry dapat bersifat turbulen, sehingga menimbulkan fluktuasi tekanan yang memberikan tekanan pada komponen katup.
• Kesulitan menyegel : Benda padat yang tersangkut di antara permukaan perapat dapat mencegah penghentian atau menyebabkan kerusakan pada dudukan.

Setiap katup dalam layanan slurry harus mengatasi masalah ini, dan ini berfungsi sebagai titik awal untuk mengevaluasi katup kupu-kupu.

Cara Kerja Katup Kupu-Kupu—dan Apa Artinya bagi Bubur

Katup kupu-kupu menggunakan cakram yang berputar untuk membuka atau menutup aliran di dalam pipa. Ketika piringan berputar sejajar dengan aliran, katup terbuka; ketika diputar tegak lurus, alirannya berhenti. Komponen internal utama meliputi:

• Disk
• Kursi (elastomer atau logam)
• Batang/poros
• Tubuh

Dalam servis slurry, cakram dan dudukan merupakan komponen yang paling sering mengalami keausan.

Keuntungan utama dari katup kupu-kupu:

• Ukuran kompak dan bobot rendah dibandingkan dengan katup gerbang atau bola
• Biaya lebih rendah, terutama pada diameter yang lebih besar
• Torsi pengoperasian rendah
• Aktuasi seperempat putaran yang cepat
• Bagus untuk pembatasan pada beberapa desain

Keterbatasan utama dalam lingkungan abrasif:

• Disk tetap berada di jalur aliran meskipun terbuka penuh, sehingga menyebabkan keausan terus menerus
• Kursi elastomer dapat rusak dengan cepat pada penggunaan abrasif
• Partikel dapat menempel di sekitar tepi cakram, sehingga mempengaruhi penyegelan
• Beberapa desain mengalami turbulensi tinggi di sekitar cakram, sehingga meningkatkan erosi

Karakteristik ini membantu menjelaskan mengapa katup kupu-kupu mungkin cocok untuk beberapa aplikasi slurry tetapi tidak untuk aplikasi lainnya.

Saat Katup Kupu-Kupu Apakah Cocok untuk Media Bubur atau Abrasif

Meskipun terdapat tantangan, katup kupu-kupu dapat bekerja dengan baik dalam kondisi tertentu. Kesesuaiannya umumnya meningkat bila buburnya lembut, katup dipilih dengan cermat, dan kondisi pengoperasian dikontrol.

1. Tingkat Kekasaran Rendah hingga Sedang

Jika bubur mengandung sebagian besar partikel halus (misalnya, kurang dari ~100 mikron) dan partikel-partikel ini tidak terlalu abrasif, katup kupu-kupu yang dirancang dengan baik dapat berfungsi dengan sukses. Contohnya meliputi:

• Air limbah yang diolah dengan padatan tersuspensi
• Bubur kimia dengan bahan pengisi non-abrasif
• Bubur kapur dalam pengolahan air (dengan bahan yang sesuai)

Dalam kasus ini, tingkat keausan dapat dikelola, dan cakram serta jok yang dilapisi elastomer atau khusus dapat memberikan masa pakai yang lama.

2. Aplikasi yang Membutuhkan Katup Besar dengan Biaya Lebih Rendah

Katup kupu-kupu ekonomis dalam ukuran besar (misalnya DN 300 ke atas). Saat menangani slurry dengan abrasi rendah pada pipa besar, mereka tetap menjadi pilihan populer karena tapaknya yang ringkas dan biaya pemasangan yang rendah dibandingkan dengan katup gerbang bola atau pisau.

3. Persyaratan penghentian non-kritis

Jika katup tidak harus menyediakan penyegelan kedap gelembung , beberapa keausan dapat ditoleransi. Misalnya:

• Katup isolasi pada saluran bubur bertekanan rendah
• Pengalihan aliran dimana kebocoran kecil dapat diterima
• Aplikasi dengan redundansi dibangun ke dalam sistem

Dalam kasus ini, meskipun dudukannya mengalami erosi, katup masih dapat berfungsi dengan baik.

4. Menggunakan Katup Kupu-Kupu Berkinerja Tinggi atau Khusus Bubur

Beberapa katup kupu-kupu dirancang khusus untuk media yang lebih keras. Peningkatan mungkin termasuk:

• Cakram berlapis keras (misalnya, tungsten karbida, krom karbida)
• Katup kupu-kupu berkinerja tinggi dengan dudukan logam
• Desain lug penuh atau offset ganda yang mengurangi kontak dan keausan kursi
• Kursi yang dapat diganti dirancang untuk aplikasi abrasif
• Port siram untuk membersihkan padatan selama pengoperasian

Fitur desain ini dapat sangat meningkatkan daya tahan dalam layanan slurry, menjadikan katup kupu-kupu sebagai pilihan yang tepat di lingkungan yang cukup abrasif.

5. Kondisi Kecepatan Rendah atau Kecepatan Terkendali

Erosi meningkat secara dramatis seiring dengan kecepatan. Jika prosesnya memungkinkan:

• kecepatan aliran lebih rendah,
• transisi aliran halus, dan
• turbulensi minimal,

katup kupu-kupu mungkin mengalami lebih sedikit keausan.

Saat Katup Kupu-Kupu Are Tidak Direkomendasikan untuk Media Bubur atau Abrasif

Meskipun katup kupu-kupu dapat berfungsi dalam beberapa situasi slurry, ada banyak kasus di mana katup tersebut tidak ideal—dan bahkan mungkin rusak sebelum waktunya.

1. Bubur yang Sangat Abrasif

Aplikasi dengan partikel besar, tajam, atau padat termasuk yang paling menantang:

• Bubur pasir
• Penambangan tailing
• Terbang abu
• Semen atau nat
• Bubur kaya mineral

Dampak terus menerus dari partikel abrasif pada cakram dan dudukan sering kali menyebabkan erosi yang cepat, kebocoran, dan umur katup yang pendek. Dalam lingkungan ini, jenis katup yang lebih kuat (seperti katup gerbang pisau atau katup penjepit) cenderung memiliki kinerja lebih baik.

2. Sistem Kecepatan Tinggi atau Turbulensi Tinggi

Kecepatan aliran yang tinggi mendorong partikel melawan permukaan katup dengan kekuatan yang lebih besar, sehingga mempercepat erosi. Turbulensi memperparah masalah, terutama di sekitar tepi depan cakram. Jika kecepatan melebihi batas yang direkomendasikan untuk layanan slurry, katup kupu-kupu biasanya bukan pilihan terbaik.

3. Aplikasi yang Membutuhkan Shutoff Ketat Selama Interval Servis yang Panjang

Jika sistem menuntut nol kebocoran or keandalan penyegelan jangka panjang , katup kupu-kupu dalam layanan abrasif dapat menimbulkan masalah:

• Keausan pada kursi elastomer dapat mencegah pematian penuh
• Cakram yang tergores atau rusak mengganggu penyegelan
• Partikel yang tertanam dapat mengganggu integritas kursi

Dalam skenario ini, katup bola dengan dudukan logam atau katup gerbang pisau bubur sering kali memberikan keandalan yang lebih baik.

4. Aplikasi Abrasive Tekanan Tinggi

Bahkan katup kupu-kupu berperforma tinggi pun menghadapi tantangan dalam layanan abrasif bertekanan tinggi. Kombinasi tekanan mekanis dan serangan abrasif dapat menyebabkan kerusakan parah. Jenis katup alternatif umumnya mengungguli katup kupu-kupu dalam tugas bubur bertekanan tinggi.

Pertimbangan Desain dan Material untuk Aplikasi Bubur

Memilih katup kupu-kupu yang tepat untuk media abrasif memerlukan perhatian khusus pada material dan konstruksi.

Bahan Disk

• Baja tahan karat – Ketahanan korosi yang baik, ketahanan erosi sedang
• Besi ulet – Ekonomis tetapi kurang tahan aus
• Permukaan berlapis keras – Tungsten karbida atau krom karbida secara signifikan meningkatkan daya tahan
• Hastelloy atau paduan serupa – Digunakan untuk lingkungan bubur korosif

Cakram berlapis keras biasanya direkomendasikan untuk aplikasi abrasif.

Bahan Kursi

• EPDM dan elastomer nitril – Baik untuk lingkungan dengan abrasi rendah
• kursi PTFE – Ketahanan kimia yang lebih baik, toleransi abrasi sedang
• Kursi logam – Terbaik untuk layanan suhu tinggi atau abrasif, tetapi tidak kedap gelembung

Jok biasanya merupakan komponen yang paling cepat aus, jadi pemilihan bahan sangatlah penting.

Desain Katup

• Katup kupu-kupu offset ganda (kinerja tinggi). mengurangi gesekan dan keausan kursi.
• Katup tiga kali offset menyediakan penyegelan logam-ke-logam tetapi biasanya digunakan ketika penutup rapat diperlukan dalam servis berat.
• Desain berbadan penuh atau lug penuh menawarkan kekuatan struktural yang lebih baik untuk proses bubur yang menuntut.

Pelapis dan Pelapis

Beberapa layanan bubur mendapat manfaat dari:

• Cakram berlapis keramik
• Bodi berlapis karet
• Cincin kursi yang diperkeras