Oops! It appears that you have disabled your Javascript. In order for you to see this page as it is meant to appear, we ask that you please re-enable your Javascript!

Safety Valve Steam Boiler

  • Next Post
  • Previous Post
Safety Valve boiler

Safety Valve Steam Boiler

Safety Valve Steam Boiler

Sebuah katup pengaman adalah katup yang bertindak sebagai gagal-aman . Contoh katup pengaman adalah katup pelepas tekanan (PRV), yang secara otomatis melepaskan zat dari boiler , bejana tekan , atau sistem lain , ketika tekanan atau suhu melebihi batas yang telah ditentukan. Katup pelepas yang dioperasikan pilot adalah jenis katup pengaman tekanan khusus. Opsi pengetatan bocor, biaya lebih rendah, penggunaan darurat tunggal akan merupakan disk yang pecah .

Katup pengaman pertama kali dikembangkan untuk digunakan pada ketel uap selama Revolusi Industri . Boiler awal yang beroperasi tanpa mereka cenderung meledak kecuali jika dioperasikan dengan hati-hati.

Katup pengaman vakum (atau katup kombinasi tekanan / keselamatan vakum) digunakan untuk mencegah tangki agar tidak runtuh saat dikosongkan, atau ketika air bilasan dingin digunakan setelah CIP panas (bersihkan di tempat) atau SIP (sterilisasi-in- tempat) prosedur. Ketika mengukur katup pengaman vakum, metode perhitungan tidak didefinisikan dalam norma apa pun, terutama dalam skenario CIP panas / air dingin, tetapi beberapa produsen  telah mengembangkan simulasi ukuran.

Fungsi dan desain

Istilah teknis

Dalam penyulingan minyak bumi , petrokimia , manufaktur kimia , pemrosesan gas alam , pembangkit listrik , makanan, minuman, kosmetik dan industri farmasi, istilah katup pengaman dikaitkan dengan istilah katup pelepas tekanan (PRV), katup pengaman tekanan (PSV) dan bantuan valve . Istilah generiknya adalah Pressure relief valve (PRV) atau pressure safety valve (PSV) Perlu dicatat bahwa PRV dan PSV bukan hal yang sama, terlepas dari apa yang dipikirkan banyak orang; perbedaannya adalah bahwa PSV memiliki tuas manual untuk membuka katup jika terjadi keadaan darurat.

  • Relief valve (RV): sistem otomatis yang digerakkan oleh tekanan statis dalam bejana berisi cairan. Secara khusus membuka secara proporsional dengan meningkatnya tekanan 
  • Safety valve (SV): sistem otomatis yang mengurangi tekanan statis pada gas. Biasanya terbuka sepenuhnya, disertai dengan suara letupan 
  • Safety relief valve (SRV): sistem otomatis yang mengurangi tekanan statis pada gas dan cairan.
  • Safety relief valve (POSRV) yang dioperasikan pilot: sistem otomatis yang mengurangi perintah jarak jauh dari pilot, yang menghubungkan tekanan statis (dari peralatan untuk melindungi) 
  • Katup pengaman tekanan rendah (LPSV): sistem otomatis yang mengurangi tekanan statis pada gas. Digunakan ketika perbedaan antara tekanan bejana dan tekanan atmosfer sekitar kecil.
  • Vacuum safety safety valve (VPSV): sistem otomatis yang mengurangi tekanan statis pada gas. Digunakan ketika perbedaan tekanan antara tekanan kapal dan tekanan sekitar kecil, negatif dan dekat dengan tekanan atmosfer.
  • Katup pengaman tekanan rendah dan vakum (LVPSV): sistem otomatis yang mengurangi tekanan statis pada gas. Digunakan ketika perbedaan tekanan kecil, negatif atau positif dan dekat dengan tekanan atmosfer.

RV, SV dan SRV dioperasikan dengan pegas (bahkan pegas). LPSV dan VPSV dioperasikan dengan pegas atau beban berat.

Katup tuas deadweight

Katup pengaman pertama diciptakan oleh Denis Papin untuk digester uapnya , sebuah alat pemasak tekanan awal dan bukan mesin. Bobot yang bekerja melalui tuas menahan katup plug melingkar di bejana uap. Dengan menggunakan tuas ” steelyard ” diperlukan bobot yang lebih kecil, juga tekanan dapat dengan mudah diatur dengan menggeser berat yang sama bolak-balik di sepanjang lengan tuas. Papin mempertahankan desain yang sama untuk pompa uap 1707-nya.  Katup keselamatan awal dianggap sebagai salah satu kontrol pembuat mesin dan membutuhkan perhatian terus menerus, sesuai dengan beban pada mesin. Dalam ledakan awal yang terkenal di Greenwich pada 1803, salah satu dari TrevithickMesin stasioner tekanan tinggi meledak ketika bocah itu dilatih untuk mengoperasikan mesin meninggalkannya untuk menangkap belut di sungai, tanpa terlebih dahulu melepaskan katup pengaman dari beban kerjanya. Pada 1806, Trevithick memasang sepasang katup pengaman, satu katup eksternal untuk penyesuaian pengemudi dan satu lagi disegel di dalam ketel dengan bobot tetap. Ini tidak bisa disesuaikan dan dirilis pada tekanan yang lebih tinggi, dimaksudkan sebagai jaminan keselamatan. 

Ketika digunakan pada lokomotif, katup-katup ini akan berdetak dan bocor, melepaskan embusan-embusan uap limbah yang hampir terus menerus.

Meskipun katup pengaman tuasnya nyaman, itu terlalu sensitif terhadap gerakan lokomotif uap. Oleh karena itu, lokomotif uap awal menggunakan pengaturan bobot yang lebih sederhana yang ditumpuk langsung di atas katup. Ini membutuhkan area katup yang lebih kecil, untuk menjaga agar beratnya dapat dikelola, yang terkadang terbukti tidak memadai untuk melampiaskan tekanan boiler tanpa pengawasan, yang mengarah ke ledakan . Bahaya yang lebih besar adalah kemudahan yang bisa mengikat katup semacam itu, sehingga meningkatkan tekanan dan kekuatan mesin, dengan risiko lebih lanjut akan meledak. 

Meskipun katup pengaman bobot mati memiliki masa pakai yang singkat di lokomotif uap, mereka tetap digunakan pada boiler stasioner selama tenaga uap tetap

Katup berbobot sensitif terhadap memantul dari pengendara kasar lokomotif awal. Salah satu solusinya adalah dengan menggunakan pegas yang ringan daripada berat. Ini adalah penemuan Timothy Hackworth pada Royal George -nya pada tahun 1828. Karena metalurgi terbatas pada periode itu, katup pegas pertama Hackworth menggunakan tumpukan pegas daun seperti banyak akordeon seperti 

Katup pegas kerja langsung ini dapat disesuaikan dengan mengencangkan mur yang menahan pegas. Untuk menghindari gangguan, mereka sering diselimuti selubung kuningan tinggi yang juga membuang uap dari kru lokomotif.

Salter katup keseimbangan musim semi

Salter spring balance

The Salter coil spring semi keseimbangan untuk menimbang, pertama kali dibuat di Inggris sekitar tahun 1770.  ini digunakan baru dikembangkan semi baja untuk membuat musim semi kuat tapi kompak dalam satu potong. Sekali lagi dengan menggunakan mekanisme tuas, keseimbangan pegas dapat diterapkan pada kekuatan besar katup pengaman ketel.

Katup keseimbangan pegas juga bertindak sebagai pengukur tekanan. Ini berguna karena pengukur tekanan sebelumnya adalah manometer merkuri yang sulit digunakan dan pengukur Bourdon belum ditemukan. 

Katup yang bisa dikunci

Phoenix (1840) dengan dua set Salter Spring Balance Valves

Risiko pemadam kebakaran yang mengikat katup pengaman tetap ada.  Ini didorong oleh mereka yang dilengkapi dengan mur sayap yang mudah disesuaikan, praktik menyesuaikan tekanan kerja boiler melalui katup pengaman menjadi perilaku yang diterima hingga tahun 1850-an.  Belakangan, katup Salter sering dipasang berpasangan, yang satu dapat disesuaikan dan sering dikalibrasi untuk digunakan sebagai pengukur, yang lain disegel di dalam penutup yang terkunci untuk mencegah gangguan.

Neraca pegas dipasangkan katupSunting

Midland Spinner , menunjukkan katup pengaman keseimbangan pegas berpasangan di belakang kubah
Katup pengaman pegas keseimbangan ČSD Class 252.0 yang dipasangkan, dengan roda penyesuai tanganKatup berpasangan sering disesuaikan dengan tekanan yang sedikit berbeda juga, katup kecil sebagai ukuran kontrol dan katup yang dapat dikunci dibuat lebih besar dan secara permanen diatur ke tekanan yang lebih tinggi, sebagai pengaman. Beberapa desain, seperti satu oleh Sinclair untuk Eastern Counties Railway pada tahun 1859, memiliki pegas katup dengan skala tekanan di belakang kubah, menghadap kabin, dan katup yang terkunci di depan kubah, di luar jangkauan gangguan. 

 

Katup pengaman Ramsbottom

Katup Ramsbottom pada mesin traksimodel Katup pengaman Ramsbottom berbentuk U

Pada tahun 1855, John Ramsbottom , yang kemudian menjadi pengawas lokomotif LNWR , menggambarkan bentuk baru katup pengaman yang dimaksudkan untuk meningkatkan keandalan dan terutama agar tahan terhadap kerusakan. Sepasang katup plug digunakan, ditahan oleh tuas pegas yang umum di antaranya dengan satu pegas pusat. Tuas ini secara karakteristik diperpanjang ke belakang, sering mencapai ke dalam kabin dengan lokomotif awal. Daripada mengecilkan penggunaan tuas pegas oleh pemadam kebakaran, katup Ramsbottom mendorong hal ini. Goyang tuas membebaskan katup secara bergantian dan memeriksa bahwa tidak ada yang menempel di kursinya. Bahkan jika pemadam kebakaran menahan tuas ke bawah dan meningkatkan kekuatan pada katup belakang, ada pengurangan kekuatan yang sesuai pada katup depan.

Berbagai bentuk katup Ramsbottom diproduksi. Beberapa alat kelengkapan terpisah ke boiler, melalui penetrasi terpisah.  Yang lainnya terkandung dalam rumah berbentuk U yang diikat ke lubang tunggal di kulit ketel. Saat diameter boiler meningkat, beberapa bentuk bahkan dipasang di dalam shell boiler, dengan pegas ditempatkan di dalam reses dan hanya katup dan tuas keseimbangan yang menonjol di luar.  Ini memiliki kelemahan yang jelas untuk perawatan yang mudah.

ID 1299 1299: 7 Juni 1855: Katup pengaman, peralatan pengisi untuk ketel uap.

Kelemahan dari tipe Ramsbottom adalah kerumitannya. Perawatan yang buruk atau salah pemasangan hubungan antara pegas dan katup dapat menyebabkan katup yang tidak lagi terbuka dengan benar di bawah tekanan. Katup dapat ditahan pada kursi mereka dan gagal untuk membuka atau, lebih buruk lagi, untuk memungkinkan katup untuk membuka tetapi tidak cukup untuk melampiaskan uap pada tingkat yang memadai sehingga tidak menjadi kesalahan yang jelas dan terlihat.  Kesalahan perakitan seperti ini menyebabkan ledakan ketel yang fatal pada tahun 1909 di Cardiff di Rhymney Railway , meskipun ketel itu hampir baru, baru berusia delapan bulan. 

Katup Naylor diperkenalkan sekitar tahun 1866. Pengaturan lonceng mengurangi ketegangan (persentase ekstensi) pegas, sehingga mempertahankan gaya yang lebih konstan.  Mereka digunakan oleh L&Y & NER . 

Semua desain katup pengaman sebelumnya dibuka secara bertahap dan memiliki kecenderungan untuk membocorkan “bulu” uap ketika mereka mendekati “hembusan”, meskipun ini di bawah tekanan. Ketika mereka membuka mereka juga melakukannya sebagian pada awalnya dan tidak melampiaskan uap dengan cepat sampai ketel lebih baik dari tekanan. 
Sampul The Pop Valve , sebuah majalah yang diterbitkan sendiri oleh Korps Transportasi Angkatan Darat Amerika yang ditempatkan di Perancis pada Perang Dunia I

Katup “pop” yang terbuka cepat adalah solusi untuk ini. Konstruksi mereka sederhana: katup sumbat melingkar yang ada diubah menjadi bentuk “topi atas” terbalik, dengan diameter atas yang diperbesar. Mereka dipasang di kursi melangkah dua diameter yang cocok. Saat ditutup, tekanan uap hanya bekerja pada mahkota topi bagian atas, dan diimbangi oleh gaya pegas. Begitu katup terbuka sedikit, uap bisa melewati kursi yang lebih rendah dan mulai bekerja pada pinggiran yang lebih besar. Area yang lebih besar ini membanjiri gaya pegas dan katup terbang sepenuhnya terbuka dengan “letupan”. Meloloskan uap pada diameter yang lebih besar ini juga menahan katup terbuka sampai tekanan turun di bawahpada saat dibuka, memberikan histeresis . 

Katup-katup ini bertepatan dengan perubahan dalam perilaku menembak. Alih-alih menunjukkan kejantanan mereka dengan selalu menunjukkan bulu di katup, petugas pemadam kebakaran sekarang mencoba untuk menghindari kebisingan meledak, terutama di sekitar stasiun atau di bawah atap besar stasiun utama. Ini sebagian besar atas perintah stationmaster, tetapi petugas pemadam kebakaran juga menyadari bahwa setiap meniup melalui katup pop membuang beberapa pon tekanan boiler; diperkirakan 20 psi hilang dan 16 lbs atau lebih dari batubara shoveled. 

Katup pop berasal dari desain paten Adams tahun 1873, dengan bibir panjang. Katup RL Ross dipatenkan pada tahun 1902 dan 1904. Katup itu lebih populer di Amerika pada awalnya, tetapi tersebar luas sejak tahun 1920an.

Penutup katup pengaman GWR

Meskipun penutup kuningan dipoles mencolok atas katup pengaman telah menjadi fitur lokomotif uap sejak zaman Stephenson, satu-satunya kereta api untuk mempertahankan tradisi ini ke era katup pop adalah GWR , dengan kap katup pengaman kuningan meruncing khas mereka dan cerobong berlapis tembaga.

Katup keselamatan tinggi dan Cockburn

Perkembangan dalam boiler tabung air bertekanan tinggi untuk penggunaan laut menempatkan lebih banyak permintaan pada katup keselamatan. Diperlukan katup dengan kapasitas lebih besar, untuk melampiaskan amannya kapasitas penghasil uap tinggi dari boiler besar ini.  Ketika gaya pada katup mereka meningkat, masalah kekakuan pegas yang meningkat saat bebannya meningkat (seperti katup Naylor ) menjadi lebih kritis.  Kebutuhan untuk mengurangi bulu katup menjadi semakin penting dengan boiler bertekanan tinggi, karena hal ini mewakili hilangnya air umpan suling dan juga gerusan pada kursi katup, yang menyebabkan aus. 

Katup pengaman high-lift adalah tipe pegas yang dapat langsung dibawa masuk, meskipun pegas tidak menanggung langsung pada katup, tetapi pada batang katup pandu-batang. Katup berada di bawah pangkal batang, pegas bersandar pada flens beberapa ketinggian di atas ini. Peningkatan ruang antara katup itu sendiri dan kursi pegas memungkinkan katup untuk mengangkat lebih tinggi, lebih jauh dari tempat duduk. Ini memberikan aliran uap melalui katup yang setara dengan katup yang satu setengah atau dua kali lebih besar (tergantung pada desain detail). 

Desain High Lift Cockburn memiliki fitur yang mirip dengan jenis pop Ross. Steam buang sebagian terperangkap pada jalan keluarnya dan bekerja pada dasar dudukan pegas, meningkatkan gaya angkat pada katup dan menahan katup lebih lanjut. 

Untuk mengoptimalkan aliran melalui diameter katup tertentu, desain bor penuh digunakan. Ini memiliki aksi  , di mana uap melalui jalur kontrol sempit diizinkan meskipun jika melewati katup kontrol kecil. Steam ini kemudian tidak habis, tetapi dialirkan ke piston yang digunakan untuk membuka katup utama. 

Ada katup pengaman yang dikenal sebagai PSV dan dapat dihubungkan ke pengukur tekanan (biasanya dengan 1/2 “BSP fitting). Ini memungkinkan resistensi tekanan diterapkan untuk membatasi tekanan yang dipaksakan pada tabung pengukur, menghasilkan pencegahan lebih dari pressurisation, masalah yang telah disuntikkan ke dalam gauge, jika terlalu bertekanan, akan dialihkan melalui pipa di katup pengaman, dan harus dijauhkan dari gauge.

Lokomotif uap No. 46229, Duchess of Hamilton mengangkat katup pengaman ketelnya setelah mengangkut piagam Pullman Welsh Marches .

Ada berbagai katup pengaman yang memiliki banyak aplikasi dan kriteria kinerja yang berbeda di berbagai bidang. Selain itu, standar nasional ditetapkan untuk berbagai jenis katup pengaman.

SuntingAmerika Serikat

  • ASME ( Perkumpulan Insinyur Mekanik Amerika ) Kode Boiler & Pressure Vessel, Bagian I
  • ASME ( Perkumpulan Insinyur Mekanik Amerika ) Kode Boiler & Pressure Vessel, Bagian VIII, Divisi 1
  • API ( American Petroleum Institute ) Rekomendasi Praktek 520 dan Standar API 526, Standar API 2000 (tekanan rendah – Tangki penyimpanan)

EditUni Eropa

Katup pengaman ketel uap steam standar Eropa
  • ISO 4126 (diselaraskan dengan arahan Uni Eropa) 
  • EN 764-7 (mantan standar CEN, diselaraskan dengan arahan Uni Eropa, diganti dengan EN ISO 4126-1)
  • AD Merkblatt (Jerman)
  • PED 97/23 / CE (Petunjuk Peralatan Tekanan – Uni Eropa
Katup pengaman suhu dan tekanan pada pemanas air.

Katup pengaman diperlukan pada pemanas air , di mana mereka mencegah bencana dalam konfigurasi tertentu jika termostat gagal. Masih ada beberapa kegagalan spektakuler dari pemanas air tua yang tidak memiliki peralatan ini. Rumah bisa diratakan oleh kekuatan ledakan. 

Artikel utama: Memasak dengan tekanan tinggi

Pressure cooker adalah panci masak dengan penutup anti-tekanan. Memasak dengan tekanan memungkinkan suhu naik di atas titik didih normal air (100 derajat Celcius di permukaan laut ), yang mempercepat memasak dan membuatnya lebih menyeluruh.

Kompor tekanan biasanya memiliki dua katup pengaman untuk mencegah ledakan. Pada desain yang lebih lama, satu adalah nozzle tempat berat diletakkan. Yang lainnya adalah grommet karet tertutup yang dikeluarkan dalam ledakan terkontrol jika katup pertama tersumbat. Pada kompor tekanan generasi yang lebih baru, jika lubang uap tersumbat, pegas pengaman akan mengeluarkan tekanan berlebih dan jika gagal, paking akan mengembang dan melepaskan tekanan berlebih ke bawah antara tutup dan panci. Juga, pressure cooker generasi yang lebih baru memiliki interlock yang aman yang mengunci tutup ketika tekanan internal melebihi tekanan atmosfer, untuk mencegah kecelakaan dari pelepasan uap, makanan, dan cairan yang sangat panas, yang akan terjadi jika tutup itu dilepas ketika panci masih sedikit bertekanan di dalam (namun, tutupnya akan sangat sulit atau tidak mungkin dibuka saat panci masih ditekan).

Share the Post

About the Author

Comments

No comment yet.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

  • Next Post
  • Previous Post