SDV; Shutdown Valve

Banyak tulisan saya yang belum selesai, karena tidak ada waktu yang cukup untuk konsentrasi menyelesaikan tulisan tersebut. Namun demikian setiap ada ide tentang topik baru akan kita coba untuk bahas dan diskusikan. Pagi ini ada pertanyaan tentang SDV (Shutdown Valve) dengan segala aspeknya. Apa saja aspek SDV yang perlu menjadi perhatian: Pertama tentu apa maunya orang proses sehingga perlu SDV? Dari kemauan itu bagaimana bentuk mechanically body-valve itu agar fungsi prosesnya terpenuhi? Apa aksesoris yang diperlukan untuk menjalankannya? Bagaimana integrasi-nya dengan safety automation system?

1. Apa maunya orang proses pasang SDV?

Jawabannya adalah tanya orang proses. Tapi kalau jawaban yang sifatnya “nduga-nduga” sendiri, ambil P&ID dan perhatikan di mana-mana SDV dipasang. Setiap equipment inlet dan outlet pasti ada SDV. Defaultnya begitu, kalau ternyata antar equipment boleh tidak dipasang SDV, hanya piping saja, maka ilmu evaluasi proses di equipment tersebut yang membolehkan tanpa terisolasi waktu shutdown perlu dipelajari. (Makin banyak saja yang perlu dipelajari!). Bottom line yang saya tangkap dari P&ID hanyalah ketika terjadi shutdown maka antar equipment harus dilakukan isolasi. Stop semua proses yang lewat equipment dan perpipaan. Jadi fungsi shutdown valve adalah hanya untuk isolasi waktu shutdown. Tidak ada fungsi yang lain seperti mengatur flow, bukan juga berfungsi untuk membuka dan menutup ketika proses sedang berjalan, bukan yang lain pula kalau ada. Fungsinya hanya satu diam saja membuka ketika proses berjalan normal dan tiba-tiba menutup ketika harus shutdown. Bedakan fungsinya dengan control valve yang untuk mengatur aliran secara analog (0% – 100%) dan bedakan juga dengan on-off valve yang mengatur aliran secara diskrit (0% or 100%) untuk regulatory control or process control. Note: ada juga SDV yang memberikan fasilitas parsial stroke untuk maintenance, hanya untuk membuktikan bahwa SDV tidak dalam kondisi stuck.

2. Bagaimana SDV dirancang?

Untuk memenuhi kebutuhan orang proses tersebut maka jenis katup yang mendukung fungsi isolasi perlu diketahui. Ada macam-macam katup di dunia perkatupan. Katup itu apaan sih? bahasa SNI-nya valve maksudnya. Untuk keperluan isolasi atau ngeblock maka body valve yang dipilih adalah yang tight shut-off  memenuhi standar-standar API 6D juga API 598. Body yang sering digunakan adalah berbentuk Ball-Valve dan Gate Valve juga bisa. Kenapa? karena kedua bentuk body valve ini yang benar-benar bisa mengisolasi aliran. Kalau globe valve dan butterfly valve gampang passing. (Meski sebenarnya ball valve dan gate valve juga bisa passing kalau seal antara bola / gate dan body-nya sudah rusak, tapi keduanya yang terbaik). Rule of thumbnya aja untuk memilih SDV cari body yang berbentuk ball valve dengan tight shut off memenuhi kriteria API 598 atau API 6D. Materialnya apa? Ahaiiii cukup berat buat saya mengerti ilmu material ASTM-ASTM-an, ilmu macam forging dan casting dll. Ambil ASTM A182, ASTM A105, ASTM A193, dan ASTM A194, coba-coba dipelajari material yang sesuai untuk valve, flange, baut, dan nut, sekalian.

3. Actuator dan accesoriesnya apa?

Actuator adalah kepalanya SDV yang bertugas untuk menggerakkan ball-nya SDV. Medium apa yang bisa digunakan untuk menggerakkan ball valve-nya SDV? Teoritically pneumatic, hydraulic, dan electric bisa. Tapi factually yang saya temui di lapangan hanya actuator pneumatic. Tentu ada kelemahan dan keunggulan masing-masing yang bisa jadi topik pembahasan tersendiri. Tetapi actuator SDV dengan pneumatic sudah sedemikian robustnya sehingga tipe power yang lain belum bisa menggantikan. Coba anda bayangkan dengan pneumatic actuator menekan spring actuator untuk membuka valve, ketika terjadi shutdown udara dalam actuator dibuang ke atmospher sehingga spring kembali ke kondisi relax-nya untuk menutup valve. Pneumatic is very simple. Yang lainnya jadi tidak simple.

Meskipun pekerjaan simple hanya memasukkan dan mengeluarkan udara dalam actuator, tetapi bagaimana mekanismenya, melalui berapa banyak port di actuator, kapan harus memasukkan dan mengeluarkan udara, dan apa alat yang harus dipasang sebagai switching on atau off, adakah interfensi manualnya, dll menjadi sedikit tidak simple tetapi bukan berarti sulit. Ini diejawantahkan dalam design panel SDV yang berisi solenoid dan flow pertubingannya. Saya menemui banyak design yang berbeda-beda yang semuanya bisa dipelajari dengan satu tujuan switching kapan ON dan kapan OFF. Tetapi saya belom sempat untuk menarik kesimpulan bahwa perbedaan design panel karena tergantung dari proses servicenya atau karena dimensi dari fisik SDV-nya sendiri atau karena kombinasi ke dua-duanya. Nanti kalau sudah dapat gambar contoh arrangement panel SDV kita bahas satu-satu. Saya cari digambar-gambar hook-up lama saya, semua cuma dikasih note: By Vendor. Sedangkan gambar vendor sudah tidak saya simpan lagi.

Besarnya tabung aktuator merupakan hasil perhitungan torsi (gaya putar) yang diperlukan memutar SDV, konversi ke gaya mendatar yang diperlukan oleh piston terhadap tekanan instrument air sekitar 8 bar (dunia pneumatic). Dipertimbangkan juga efek gaya gesek dan gaya balik dari spring dalam aktuator. Semakin besar tabungnya maka semakin besar gayanya dan torsinya. Berbeda dengan dunia hydraulic yang bekerja pada hi-pressure sekitar 200 bar maka aktuator hydraulik dimesinya lebih kecil dibanding aktuator pneumatic untuk valve yang memerlukan torsi yang sama. Tekanan lebih besar tabung jadi lebih kecil.

SDV harus fail closed. Normalinya apa? ahh saya bingung kalau pakai kata Normally, makanya saya tak mau pakai kata normally. Yang penting ketika Fail, SDV harus closed dan ketika kondisi operasi SDV harus buka. Saling berkebalikan dengan BDV.

4. Bagaimana integrasinya dengan Safety Automation System?

Untuk mengetahui kapan SDV harus bekerja maka “kitab suci”nya adalah Cause and Effect Matrix atau SAFE chart atau bisa juga shutdown logic diagram. “Kitab suci” ini yang menjelaskan kapan SDV harus beraksi. Penyebabnya datang dari sensor yang berasal dari intenal proses (pressure hi-hi, level hi-hi, dll) dan atau yang berasal dari hazard environment (fire and gas system). Kerja logic-nya dijalankan oleh PLC/DCS kemudian mengirimkan signal 24 VDC ke solenoid valve di setiap SDV. Dalam kondisi energize solenoid melewatkan udara ke actuator menutup vent. Begitu kondisi de-energized (atau fail) maka solenoid membuka vent, artinya membuang udara dari actuator. Sehingga spring SDV kembali ke kondisi relax-nya yaitu ball valve closed.

Nova Kurniawan

About these ads

29 Responses

  1. Wonderfull article mas, sebenernya sih simple aja kerja SDV ya tidak sama dengan control valve yg lain. Untuk skrg blm ada comment dr saya.

    Setelah SDV kita bahas mengenai metering system mas. Kan ada AGA 3, AGA7, AGA9 tuh. Kita bahas perbedaan masing2, aplikasinya, teknologinya, dan beberapa parameter perhitungan energinya.

    cheers..

  2. mantap … mas nova nulis lagi ….
    ayo lanjutkan …. :)

    kalau bisa plus gambar yah (controh di P&ID, photo aktual SDVnya, contoh datasheet, dll)… biar yang belum tahu SDV bisa dapat gambaran…

    • Susah konsentrasi buat nulis Pak Juni… Asumsinya semua dah tau gambarnya. What-nya sudah tau, apalagi yang kerja di proyek fabrikasi. Tapi kalau why dan how-nya, ini yang perlu digali. Karena meskipun cuma SDV, belum pernah liat SDV yang produk Indonesia, bahkan bautnya sekalipun. Nggak tau ya kalau di Glodok ternyata ada buatan lokal ha..ha..ha..

  3. menarik dan sangat membantu saya dalam memahami control SDV,.thanks pak artikelnya

    salam kenal

  4. Pak Nova saya tertarik dengan pembahasan Safety Automation System. ini juga biasa disebut dengan Safety Instrumented System (SIS), bukan begitu Pak?
    dan penggunaan SDV ataupun block valve biasanya merupakan final element dari SIS itu sendiri. mohon koreksi nya pak
    makasih

    salam kenal

    • Iya, salah satu final element dr SIS. Bahas SIS menjadi agak berat. kenapa? Ketika ditarik ke background SIS (why?) harus dgn full knowledge Process Safety, sedangkan ketika melakukan evaluasi (what) harus dgn knowledge statistik. Celahnya yang visible utk dipelajari adalah implementasi (how).

  5. Uda Juni ini seharusnya udah punya sertifikat dari TUV untuk implement SIL pada sistem kontrol PLC atau DCS. Kalau belom, wah berarti bisa mengajukan jalan-jalan ke Kuala Lumpur.

  6. Pak Nova,Bagaimana cara mengalibrasi positioner trasmiter SDV difild,???trimks atas jwbnya.

  7. Pak Nova, kalau size SDV sendiri apakah harus sama dengan line size nya? boleh tidak menggunakan size yg lebih kecil? Pertimbangan nya apa? dan kalau boleh tahu ada standard nya tidak yg mengatur size SDV ini?

    • Standar ttg valve adalah API-6D, API-598, ASME B16.34, Apakah ada yang berbicara bagaimana hubungan diameter SDV thd diameter pipa-nya? Saya tidak ketemu (coba mas Anto bantu cari-cari), kalau masalah ketebalan flange kayaknya ada. Jadi kita main logika proses (lebih tepatnya orang background process yang melogika). Fungsi SDV adalah OPEN pada saat normal proses, dia tidak boleh memberikan restriction pada aliran dalam pipa berupa cekikan / penyempitan yang akan menimbulkan pressure drop (lose energy), kalau mau mengembalikan tekanan naik lagi perlu pompa. Jadi menurut saya SDV tidak boleh ikut-ikutan mengganggu proses pada pipa yang sudah dilakukan sizing sebesar X inch. Jadi size-nya SDV = size-nya line.

  8. Hehe.. Betul sekali Pak, logikanya memang seperti itu.. Tapi apakah benar kalau kita menggunakan valve size yg lebih kecil akan menghasilkan pressure drop yang signifikan? Valve yang biasa digunakan untuk SDV biasanya menggunakan Ball Valve full port yang memiliki Cv yang besar.. Kalau kita gunakan ukuran valve setengah dari line size pun pressure drop valve nya masih sangat kecil dan tidak signifikan.. Saya tahu pada umumnya size SDV = line size, tapi belum menemukan standard yg menyatakan hal tersebut..

    Saya menanyakan hal ini karena kebetulan ada kontraktor yg propose SDV dengan size yg lebih kecil.. Saya sedang cari argumen untuk mencounter ide itu..

    • As instrument engineer.. jangan evaluasi sendiri. Gini aja solusi, minta orang proses engineer untuk melakukan simulasi di HYSIS-nya efek dari penyempitan pada line tsb apakah berefek pada energy balance diseluruh unit atau plant tsb. Downstream dari pipa itu yang akan menerima efek-nya langsung. Apa yang ada downstreamnya? misal pompa. Pompa yang harus mempunyai suction pressure pada range pressure tertentu tidak terpenuhi lagi suction working pressure-nya, ini misalnya ya…. Orang proses yang bisa melihat big picture-nya.

  9. Wah, akhirnya dapat juga blog yang mbahas SDV secara detail..

    terimakasih Pak Nova

    Salam kenal

  10. betul mas..
    sepertinya lebih jelas lagi,, jika ada gambar detilnya..

    #khususnya,, daleman SDV itu kaya gimana sih..

    thanks..
    salam,
    wendy

  11. Hubungan Emergency trip dengan sdv ini systemnya kayak mana y mas??
    kurang paham juga nih,,oalnya kami sering mencoba E.T tu tapi g ngetripkan SDV..makasih sebelumnya

  12. Coba dilihat Overall Shutdown Philosophy atau C&E Matrix-nya. Ada level-level misalnya Unit Shutdown, Process Shutdown, Emergency Shutdown, Emergency Shutdown-with Blowdown. Tombol emergency shutdown berupa switch yang akan menjadi Diskrit Input buat PLC/DCS, masuk logika safety control PLC/DCS, outputnya akan memberikan diskrit output ke SDV yang bersesuaian dengan level shutdownnya. Namanya saja shutdown valve, maka begitu shutdown harus kembali ke posisi de-energizenya yaitu close.

  13. kebetulan nih, saya lagi ngerjain proyek ESDV bener-bener buta banget. ada P&IDnya gak ya? lumayan banget buat referensi saya. hehe

  14. Pak Nova, terima kasih info yg berguna. Saya agak bingung membedakan SDV dengan Cast Steel Globe Valve? Apakah sama?

    • Pak Gito,

      SDV itu adalah valve yang dinilai berdasarkan fungsinya yang dalamnya berbentuk Steel Ball Valve. Apakah SDV dari casting atau forging, saya kurang mengerti dan kurang memperhatikan ilmu materialnya. Sedangkan yang bapak maksud sebagai Cast Steel Globe Valve saya lihat sebagai valve yang dilihat dari body dan trimnya (plug, seat, dan stem) yang it’s likely bukan SDV. Kenapa? karena SDV harus Tight Shut Off dan yang bisa memenuhi syarat itu adalah ball valve, bukan globe.

  15. Pak Nova…mohon Pencerahannya, bisakah saya menggunakan Pressure Control Valve sebagai ESDV…? sebagai triger shut off nya saya pasang ball valve yang menutup aliran pneumatic ke pcv tsb , dengan tipe pcv fail to closed , jika emergency shutdown dijalankan saya perkirakan pcv ini akan menutup dalam waktu 3-4 detik, berbeda dengan esdv yg kebanyakan 0.1 detik sudah menutup. apakah diperbolehkan (tidak menyalahi aturan? ) hal ini dikarenakan terkendala biaya utk pembelian ESDV, sementara kami mempunyai pcv yang nganggur….terima kasih.

    • Menurut saya apakah bisa PCV bisa di gantikan ESDV,menurut logika saya yang awam.tidak bisa.Argumentasinya di bawah ini :

      1.cara kerja PCV adalah open /Close persentase misalnya 0%,25,50%,75%,100%,untuk signal open/close pcv ada beberapa instrument yg d butuhkan tergantung sistem.apakah sistem P to P atau I to P
      Sedangkan

      2.ESDV fungsinya adalah on off utk mengatur pressure inlet yang tak beraturan ke metering misalnya sett high pressure 10 bar.esdv hrs nutup utk amankan aset metering di bawah 10 bar esdv keadaan open.

      Apa bila keliru penjelasan ini mohon maaf.

      Zulkifli siregar

  16. hye there. my name is farid from malaysia. i just have one simple question regarding to emergency shutdown valve (ESD)/ tight shutoff valve (TSO). does TSO has arrangement like normal control valve that has bypass and isolation valve and drain for service purpose OR just one ESD it self OR ESD plus isolation valve and drain? appreciate is can response or email me at bachik_syes@yahoo.com
    TQ sir

  17. sangat membantu
    ok..lanjutkan !!

  18. Ini baru harus dibilang wow….
    Pak Nova Kurniawan, ngomong-ngomong anda kerja dimana? Operator Produksi juga ya? Pembahasannya gamblang banget, pake bahasa sendiri,, keren….

    Tapi sayang koq ga ada gambarnya Pak. Biar sedikit tergambarkan lebih baik dikasih gambar pak.

  19. pak nova adalah….
    engineering instrumentasi di mcD
    suatu penjelasan yang luar biasa…
    pakai referensi familiar pada fabrikasi…

  20. Pak Nova, saya Putu engineer instrument di Chandra asri Cilegon.
    Thanks penjelasannya pak.
    Namun, ada yang ingin saya tanyakan. Apakah ada SDV yang fungsinya untuk Control juga. Kalau ada, standardnya dimana pak?
    Kalau tidak ada, juga mengacu ke standard safety apa?

    Thanks.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 91 other followers

%d bloggers like this: