Katup kupu-kupu dan katup gerbang adalah dua jenis katup yang umum digunakan dalam aplikasi konservasi air industri dan perkotaan. Keduanya memiliki perbedaan yang jelas dalam struktur, fungsi, dan aplikasinya. Artikel ini akan membahas perbedaan antara katup kupu-kupu dan katup gerbang secara detail dari aspek prinsip, komposisi, biaya, daya tahan, pengaturan aliran, pemasangan, dan perawatan.
1. Prinsip
Prinsip Katup Kupu-kupu
Fitur terbesar darikatup kupu-kupuKeunggulan katup kupu-kupu adalah strukturnya yang sederhana dan desainnya yang ringkas. Prinsip kerjanya adalah pelat kupu-kupu melingkar berputar di sekitar batang katup sebagai sumbu pusat untuk mengontrol aliran fluida. Pelat katup seperti titik kontrol, dan hanya dengan persetujuan pelat kupu-kupu barulah aliran fluida dapat melewatinya. Ketika pelat kupu-kupu sejajar dengan arah aliran fluida, katup terbuka penuh; ketika pelat kupu-kupu tegak lurus dengan arah aliran fluida, katup tertutup penuh. Waktu buka dan tutup katup kupu-kupu sangat singkat, karena hanya membutuhkan putaran 90 derajat untuk menyelesaikan operasi buka atau tutup penuh. Inilah juga alasan mengapa katup ini disebut katup putar dan katup seperempat putaran.
Prinsip Katup Gerbang
Pelat katup darikatup gerbangKatup gerbang bergerak naik dan turun secara vertikal ke badan katup. Ketika gerbang terangkat sepenuhnya, rongga bagian dalam badan katup terbuka sepenuhnya dan fluida dapat melewatinya tanpa hambatan; ketika gerbang diturunkan sepenuhnya, fluida benar-benar terhalang. Desain katup gerbang membuatnya hampir tidak memiliki hambatan aliran ketika terbuka sepenuhnya, sehingga cocok untuk aplikasi yang membutuhkan pembukaan atau penutupan penuh. Perlu ditekankan di sini bahwa katup gerbang cocok untuk pembukaan dan penutupan penuh! Namun, katup gerbang memiliki kecepatan respons yang lambat, yaitu waktu buka dan tutup lebih lama, karena membutuhkan beberapa putaran untuk memutar roda tangan atau roda gigi cacing untuk membuka dan menutup sepenuhnya.
2. Komposisi
Komposisi katup kupu-kupu
Seperti yang telah disebutkan di atas, struktur katup kupu-kupu relatif sederhana, termasuk komponen utama seperti badan katup, pelat katup, poros katup, dudukan katup, dan penggerak. Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Badan katup:
Badan katup kupu-kupu berbentuk silinder dan memiliki saluran vertikal di dalamnya. Badan katup dapat dibuat dari berbagai material, seperti besi cor, besi ulet, baja tahan karat, baja karbon, perunggu aluminium, dan lain-lain. Tentu saja, pemilihan material bergantung pada lingkungan penggunaan katup kupu-kupu dan sifat medianya.
Pelat katup:
Pelat katup adalah bagian pembuka dan penutup berbentuk cakram yang disebutkan di atas, yang bentuknya mirip dengan cakram. Material pelat katup biasanya sama dengan material badan katup, atau lebih tinggi dari material badan katup, karena katup kupu-kupu bersentuhan langsung dengan media, tidak seperti katup kupu-kupu garis tengah di mana badan katup dipisahkan langsung dari media oleh dudukan katup. Beberapa media khusus membutuhkan peningkatan ketahanan aus, ketahanan korosi, dan ketahanan suhu tinggi.
Batang katup:
Batang katup menghubungkan pelat katup dan penggerak, dan bertanggung jawab untuk mentransmisikan torsi untuk memutar pelat katup. Batang katup biasanya terbuat dari baja tahan karat 420 atau bahan berkekuatan tinggi lainnya untuk memastikan kekuatan dan daya tahannya yang memadai.
Dudukan katup:
Dudukan katup dilapisi di rongga bagian dalam badan katup dan bersentuhan dengan pelat katup untuk membentuk segel guna memastikan bahwa media tidak bocor saat katup tertutup. Ada dua jenis penyegelan: segel lunak dan segel keras. Segel lunak memiliki kinerja penyegelan yang lebih baik. Bahan yang umum digunakan meliputi karet, PTFE, dll., yang umumnya digunakan pada katup kupu-kupu tengah. Segel keras cocok untuk lingkungan suhu tinggi dan tekanan tinggi. Bahan yang umum digunakan meliputi SS304 + Grafit Fleksibel, dll., yang umum digunakan padakatup kupu-kupu eksentrik rangkap tiga.
Aktuator:
Aktuator digunakan untuk menggerakkan batang katup agar berputar. Bentuk yang umum digunakan adalah manual, elektrik, pneumatik, atau hidrolik. Aktuator manual biasanya dioperasikan dengan pegangan atau roda gigi, sedangkan aktuator elektrik, pneumatik, dan hidrolik dapat mencapai kendali jarak jauh dan pengoperasian otomatis.
Komposisi katup gerbang
Struktur katup gerbang relatif kompleks. Selain badan katup, pelat katup, poros katup, dudukan katup dan penggerak, terdapat juga kemasan, penutup katup, dll. (lihat gambar di bawah)
Badan katup:
Badan katup gerbang biasanya berbentuk silinder atau baji, dengan saluran lurus di dalamnya. Material badan katup sebagian besar terbuat dari besi cor, baja cor, baja tahan karat, kuningan, dan lain-lain. Demikian pula, material yang sesuai harus dipilih sesuai dengan kondisi penggunaan.
Penutup katup:
Penutup katup terhubung ke badan katup untuk membentuk rongga katup tertutup. Biasanya terdapat kotak isian (stuffing box) pada penutup katup untuk memasang kemasan dan menyegel batang katup.
Gerbang + dudukan katup:
Pintu gerbang adalah bagian pembuka dan penutup dari katup gerbang, biasanya berbentuk baji. Pintu gerbang dapat berupa struktur pintu gerbang tunggal atau ganda. Katup gerbang yang umum kita gunakan adalah pintu gerbang tunggal. Material pintu gerbang pada katup gerbang elastis adalah GGG50 yang dilapisi karet, dan pintu gerbang pada katup gerbang segel keras adalah material badan + kuningan atau baja tahan karat.
Batang katup:
Batang katup menghubungkan pintu gerbang dan aktuator, dan menggerakkan pintu gerbang ke atas dan ke bawah melalui transmisi berulir. Material batang katup umumnya terbuat dari material berkekuatan tinggi seperti baja tahan karat atau baja karbon. Berdasarkan pergerakan batang katup, katup gerbang dapat dibagi menjadi katup gerbang batang naik dan katup gerbang batang tidak naik. Ulir batang katup pada katup gerbang batang naik terletak di luar badan katup, dan keadaan terbuka dan tertutup terlihat jelas; ulir batang katup pada katup gerbang batang tidak naik terletak di dalam badan katup, strukturnya relatif kompak, dan ruang pemasangannya lebih kecil daripada katup gerbang batang naik.
Sedang mengemas:
Bahan penyegel terletak di dalam kotak pengisi penutup katup, yang digunakan untuk menutup celah antara batang katup dan penutup katup untuk mencegah kebocoran media. Bahan penyegel yang umum digunakan meliputi grafit, PTFE, asbes, dll. Bahan penyegel ditekan oleh gland untuk memastikan kinerja penyegelan.
Aktuator:
• Roda tangan adalah aktuator manual yang paling umum, yang menggerakkan transmisi ulir batang katup dengan memutar roda tangan untuk menggerakkan katup ke atas dan ke bawah. Untuk katup gerbang berdiameter besar atau bertekanan tinggi, aktuator listrik, pneumatik, atau hidrolik sering digunakan untuk mengurangi gaya pengoperasian dan mempercepat kecepatan buka dan tutup. Tentu saja, ini adalah topik lain. Jika Anda tertarik, silakan lihat artikel tersebut.Berapa Putaran yang Dibutuhkan untuk Menutup Katup Kupu-kupu?Berapa Lama Waktu yang Dibutuhkan?
3. Biaya
Biaya Katup Kupu-kupu
Katup kupu-kupu biasanya lebih murah daripada katup gerbang. Hal ini karena katup kupu-kupu memiliki panjang struktur yang pendek, membutuhkan lebih sedikit material, dan memiliki proses pembuatan yang relatif sederhana. Selain itu, katup kupu-kupu lebih ringan, yang juga mengurangi biaya transportasi dan pemasangan. Keunggulan biaya katup kupu-kupu sangat terlihat pada pipa berdiameter besar.
Biaya Katup Gerbang
Biaya produksi katup gerbang biasanya lebih tinggi, terutama untuk aplikasi berdiameter besar atau bertekanan tinggi. Struktur katup gerbang kompleks, dan akurasi pengerjaan pelat gerbang dan dudukan katup tinggi, yang membutuhkan lebih banyak proses dan waktu selama proses pembuatan. Selain itu, katup gerbang lebih berat, yang meningkatkan biaya transportasi dan pemasangan.
Seperti yang terlihat pada gambar di atas, untuk DN100 yang sama, katup gerbang jauh lebih besar daripada katup kupu-kupu.
4. Daya Tahan
Ketahanan Katup Kupu-kupu
Ketahanan katup kupu-kupu bergantung pada bahan dudukan katup dan badan katupnya. Secara khusus, bahan penyegel katup kupu-kupu dengan segel lunak biasanya terbuat dari karet, PTFE, atau bahan fleksibel lainnya, yang dapat aus atau menua selama penggunaan jangka panjang. Tentu saja, bahan penyegel katup kupu-kupu dengan segel keras terbuat dari bahan sintetis berkinerja tinggi atau segel logam, sehingga ketahanannya telah meningkat secara signifikan.
Secara umum, katup kupu-kupu memiliki daya tahan yang baik dalam sistem bertekanan rendah dan menengah, tetapi kinerja penyegelannya dapat berkurang dalam lingkungan bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi.
Perlu juga disebutkan bahwa katup kupu-kupu dapat mengisolasi media dengan membungkus badan katup dengan dudukan katup untuk mencegah korosi pada badan katup. Pada saat yang sama, pelat katup dapat sepenuhnya dilapisi karet dan dilapisi fluorin, yang secara signifikan meningkatkan daya tahannya terhadap media korosif.
Ketahanan katup gerbang
Desain segel dudukan elastis pada katup gerbang menghadapi masalah yang sama dengan katup kupu-kupu, yaitu keausan dan penuaan selama penggunaan. Namun, katup gerbang dengan segel keras berkinerja baik di lingkungan bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi. Karena permukaan penyegelan logam-ke-logam pada katup gerbang memiliki ketahanan aus dan ketahanan korosi yang tinggi, masa pakainya biasanya lebih lama.
Namun, bagian pintu katup gerbang mudah tersumbat oleh kotoran dalam medium, yang juga dapat memengaruhi daya tahannya.
Selain itu, penampilan dan strukturnya menentukan bahwa sulit untuk membuat lapisan penuh, sehingga untuk media korosif yang sama, baik terbuat dari logam seluruhnya atau lapisan penuh, harganya jauh lebih tinggi daripada katup gerbang.
5. Pengaturan aliran
Pengaturan aliran katup kupu-kupu
Katup kupu-kupu tiga eksentrik dapat mengatur aliran pada bukaan yang berbeda, tetapi kurva karakteristik alirannya relatif nonlinier, terutama ketika katup mendekati bukaan penuh, aliran berubah sangat besar. Oleh karena itu, katup kupu-kupu hanya cocok untuk kondisi dengan persyaratan akurasi pengaturan yang rendah, jika tidak, katup bola dapat dipilih.
Pengaturan aliran katup gerbang
Katup gerbang dirancang agar lebih cocok untuk operasi pembukaan penuh atau penutupan penuh, tetapi bukan untuk mengatur aliran. Dalam keadaan terbuka sebagian, gerbang akan menyebabkan turbulensi dan getaran fluida, yang mudah merusak dudukan katup dan gerbang.
6. Instalasi
Pemasangan katup kupu-kupu
Pemasangan katup kupu-kupu relatif sederhana. Bobotnya ringan, sehingga tidak memerlukan banyak penyangga selama pemasangan; strukturnya kompak, sehingga sangat cocok untuk tempat dengan ruang terbatas.
Katup kupu-kupu dapat dipasang pada pipa dalam arah apa pun (horizontal atau vertikal), dan tidak ada persyaratan ketat untuk arah aliran di dalam pipa. Perlu diperhatikan bahwa dalam aplikasi bertekanan tinggi atau berdiameter besar, pelat kupu-kupu harus dalam posisi terbuka penuh selama pemasangan untuk menghindari kerusakan pada segel.
Pemasangan katup gerbang
Pemasangan katup gerbang lebih rumit, terutama katup gerbang berdiameter besar dan kedap udara. Karena bobot katup gerbang yang besar, diperlukan dukungan dan pengamanan tambahan selama pemasangan untuk memastikan stabilitas katup dan keselamatan pemasang.
Katup gerbang biasanya dipasang pada pipa horizontal, dan arah aliran fluida perlu dipertimbangkan untuk memastikan pemasangan yang benar. Selain itu, langkah buka dan tutup katup gerbang panjang, terutama untuk katup gerbang batang naik, dan ruang yang cukup perlu disediakan untuk mengoperasikan roda tangan.
7. Pemeliharaan dan perawatan
Perawatan katup kupu-kupu
Katup kupu-kupu memiliki lebih sedikit komponen dan mudah dibongkar dan dipasang, sehingga lebih mudah perawatannya. Dalam perawatan harian, penuaan dan keausan pelat katup dan dudukan katup terutama diperiksa. Jika cincin penyegel ditemukan sangat aus, perlu diganti tepat waktu. Oleh karena itu, kami merekomendasikan pelanggan untuk membeli katup kupu-kupu soft-back yang dapat diganti. Jika kerataan permukaan dan penyelesaian pelat katup sulit untuk mencapai efek penyegelan yang baik, maka juga perlu diganti.
Selain itu, ada juga pelumasan batang katup. Pelumasan yang baik membantu fleksibilitas dan daya tahan pengoperasian katup kupu-kupu.
Perawatan katup gerbang
Katup gerbang memiliki banyak bagian dan sulit untuk dibongkar dan dipasang kembali, terutama pada sistem pipa besar, di mana beban kerja perawatannya besar. Selama perawatan, perhatian khusus harus diberikan pada apakah gerbang terangkat dan turun dengan lancar dan apakah ada benda asing di alur badan katup.
Jika permukaan kontak antara dudukan katup dan pintu katup tergores atau aus, perlu dipoles atau diganti. Tentu saja, pelumasan batang katup juga diperlukan.
Perawatan pada katup gerbang perlu lebih diperhatikan daripada pada katup kupu-kupu. Kemasan pada katup gerbang digunakan untuk menutup celah antara batang katup dan badan katup untuk mencegah kebocoran media. Penuaan dan keausan kemasan merupakan masalah umum pada katup gerbang. Selama perawatan, perlu dilakukan pengecekan kekencangan kemasan secara berkala dan menyesuaikan atau menggantinya jika perlu.
8. Kesimpulan
Singkatnya, katup kupu-kupu dan katup gerbang memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing dalam hal kinerja, biaya, daya tahan, pengaturan aliran, dan pemasangan:
1. Prinsip: Katup kupu-kupu memiliki kecepatan buka dan tutup yang cepat dan cocok untuk situasi buka dan tutup yang cepat; katup gerbang memiliki waktu buka dan tutup yang lama.
2. Komposisi: Katup kupu-kupu memiliki struktur yang sederhana sedangkan katup gerbang memiliki komposisi yang kompleks.
3. Biaya: Katup kupu-kupu memiliki biaya lebih rendah, terutama untuk aplikasi berdiameter besar; katup gerbang memiliki biaya lebih tinggi, terutama untuk tekanan tinggi atau persyaratan material khusus.
4. Daya Tahan: Katup kupu-kupu memiliki daya tahan yang lebih baik dalam sistem bertekanan rendah dan menengah; katup gerbang berkinerja baik di lingkungan bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi, tetapi pembukaan dan penutupan yang sering dapat memengaruhi masa pakainya.
5. Pengaturan aliran: Katup kupu-kupu cocok untuk kontrol aliran kasar; katup gerbang lebih cocok untuk operasi terbuka penuh atau tertutup penuh.
6. Pemasangan: Katup kupu-kupu mudah dipasang dan dapat diaplikasikan pada pipa horizontal maupun vertikal; katup gerbang lebih rumit untuk dipasang dan cocok untuk pemasangan pada pipa horizontal.
7. Perawatan: Perawatan katup kupu-kupu berfokus pada keausan dan penuaan pelat katup dan dudukan katup, serta pelumasan batang katup. Selain itu, katup gerbang juga perlu perawatan pada bagian penyegelnya.
Dalam aplikasi praktis, pemilihan katup kupu-kupu atau katup gerbang perlu dipertimbangkan secara komprehensif sesuai dengan kondisi dan persyaratan kerja spesifik untuk memastikan kinerja dan efisiensi biaya terbaik.