Set Pressure Safety Valve vs MAWP pada Peralatan Jepang

Bayangkan sebuah stasiun pereduksi tekanan uap atau skid air panas tiba dari Jepang. Pada nameplate bejana tertulis saiko shiyo atsuryoku (tekanan kerja maksimum yang diizinkan, MAWP), sedangkan safety valve punya set pressure sendiri. Beberapa bulan setelah beroperasi, katup mulai merembes, dan seseorang di lapangan mengusulkan agar set pressure dinaikkan. Orang lain bertanya, apakah menyetelnya lebih rendah bisa membuat bejana lepas dari aturan bejana tekanan di Jepang.

Kedua ide itu berangkat dari kekeliruan yang sama. Set pressure dan MAWP berbeda artinya, walaupun angkanya bisa sama. Set pressure harus sesuai dengan MAWP peralatan yang dilindungi, hukum atau kode yang berlaku, serta perilaku buka dan tutup katup itu sendiri. Setelan yang benar pun belum cukup: jika katup tidak sanggup melepas aliran yang masuk saat terjadi gangguan, tekanan tetap naik.

Panduan ini memakai dua contoh, yaitu stasiun pereduksi tekanan uap dan pipa air panas yang terkunci (blocked-in), untuk menunjukkan hubungan set pressure dengan MAWP, apa yang sebenarnya dilindungi katup, kapan katup diperlukan, dan data apa yang dikirim saat order atau inquiry. Isinya menjelaskan apa yang perlu dicek dan siapa yang memutuskan. Ini bukan prosedur untuk memilih atau mengubah setelan. Konfirmasikan setiap set pressure kepada perancang peralatan, pembuat katup, dan kode atau regulasi yang berlaku di lokasi Anda.

Daftar isi

1. Safety Valve (Katup Pengaman) Adalah...
2. Set Pressure vs MAWP: Dua Nilai yang Berbeda
3. Kapan Safety Valve Diperlukan
4. Catatan untuk Pabrik di Indonesia
5. Checklist: Data yang Dikirim dengan Order atau Inquiry Safety Valve
6. Pertanyaan untuk Supplier atau Perancang di Jepang
7. Batasan Panduan Ini
8. FAQ
9. Sumber

Safety Valve (Katup Pengaman) Adalah...

Safety valve (anzen-ben, katup pengaman) adalah katup yang melindungi peralatan dan pipa dari tekanan lebih (overpressure). Saat tekanan mencapai nilai setelan, katup melepas fluida. Pada operasi normal katup tertutup, dan pada desain yang umum katup menutup lagi setelah pelepasan menurunkan tekanan.

Pada katup berpegas (spring-loaded), pegas menekan disc ke arah tutup, sedangkan fluida mendorongnya ke arah buka. Ketika tekanan naik cukup tinggi, disc terangkat dan membuka jalur dari inlet ke outlet.

Gambaran sederhana katup berpegas. Karakteristik membuka dan pengaruh back pressure berbeda menurut tipe katup.

Dokumen Jepang juga memakai istilah nigashi-ben (relief valve). Istilah mana yang dipakai bergantung pada fluida layanan dan karakteristik operasinya, jadi jangan memindahkan katup yang dibuat untuk uap ke pipa cairan. Cek fluida layanan yang tercantum oleh pembuat untuk model tersebut. Tipe full-lift (zenryo-shiki) dan tipe lift (yotei-shiki) juga punya jalur aliran dan kapasitas yang berbeda, sehingga kapasitas tidak bisa dibandingkan hanya dari ukuran sambungan.

Pressure reducing valve (PRV, katup pereduksi tekanan; Jepang: gen-atsu-ben) menjaga tekanan downstream tetap stabil. Safety valve melindungi dari tekanan lebih yang abnormal. Pisahkan kedua tugas ini: yang satu adalah kontrol normal, yang lain menjaga sistem tetap aman ketika kontrol itu gagal. Alarm dan trip dari pressure switch punya peran lain lagi. Cara menggabungkan kontrol normal, alarm, penghentian suplai, dan pelepasan mekanis bergantung pada kegagalan yang harus ditutup dan persyaratan peralatan.

Set Pressure vs MAWP: Dua Nilai yang Berbeda

Mulailah dengan menuliskan dua nilai secara terpisah: tekanan tertinggi yang dicapai sistem pada operasi normal, dan MAWP peralatan yang dilindungi. Set pressure harus bisa bekerja di antara keduanya setelah memperhitungkan perilaku buka dan tutup katup, hukum atau kode yang berlaku, serta toleransi set pressure.

Set pressure (settei atsuryoku) adalah tekanan tempat katup dimaksudkan mulai bekerja. MAWP (Maximum Allowable Working Pressure) adalah tekanan kerja maksimum yang diizinkan untuk peralatan. Walaupun keduanya diset pada angka yang sama, artinya tidak sama.

Katup tidak selalu menutup tepat di bawah set pressure. Cek selisih terhadap tekanan operasi dengan memperhitungkan blowdown.

Reseat pressure (fukidomari atsuryoku) adalah tekanan saat katup menutup lagi setelah melepas. Selisih antara set pressure dan reseat pressure disebut blowdown. Jika tekanan operasi normal terlalu dekat dengan reseat pressure, katup yang sudah terangkat sekali bisa tidak menutup lagi, dan kestabilan operasi terganggu.

Katup juga tidak langsung mengalirkan seluruh debit yang dibutuhkan pada saat mulai membuka. Cek kenaikan tekanan selama pelepasan terhadap batas yang sanggup ditahan peralatan, berdasarkan hukum yang berlaku, kode konstruksi, dan kondisi sertifikasi katup.

Tidak ada aturan "tambah persentase tetap pada tekanan normal, maka setelan benar untuk semua sistem". Jika tekanan operasi berfluktuasi begitu lebar sehingga tidak ada setelan yang layak, desainnya perlu ditinjau ulang, termasuk kondisi operasi dan rating tekanan peralatan.

Pakai satu acuan tekanan secara konsisten. Jangan campur tekanan gauge dan tekanan absolut, dan pastikan acuan mana yang dipakai di setiap gambar dan datasheet.

Set Pressure Saja Tidak Menentukan Kelas Hukum Bejana

Di Jepang, setelan safety valve saja tidak menentukan apakah suatu bejana termasuk bejana tekanan yang diatur. Perintah Pelaksanaan Undang-Undang Keselamatan dan Kesehatan Industri (Rodo Anzen Eisei Ho Shiko Rei) mengklasifikasikan bejana menurut penggunaan dan tekanan kerja, dikombinasikan dengan volume dalam dan dimensi shell.

Untuk bejana tekanan Kelas 1 (dai-isshu atsuryoku yoki), definisinya mencakup cara bejana dipakai, misalnya pemanasan dengan media panas, pembangkitan uap, atau pemanasan untuk memisahkan zat. Bejana Kelas 2 yang berisi gas punya syarat tersendiri. Tidak ada satu nilai tekanan yang berlaku untuk semua penggunaan.

Cek bagaimana tekanan kerja yang dipakai untuk klasifikasi berhubungan dengan set pressure katup, terhadap kondisi desain peralatan. Menurunkan setelan pada katup yang sudah terpasang bukan bukti bahwa bejana kini bebas dari aturan. Jika tekanan lebih tinggi disuplai dari upstream, jangan hanya melihat tekanan normal setelah katup pereduksi. Pastikan di dokumen desain tekanan mana yang diadopsi sebagai kondisi kerja, termasuk kegagalan di sisi suplai dan kondisi pemanasan.

Untuk peralatan baru, konfirmasikan kelas hukumnya selagi penggunaan, suhu, tekanan, dan volume masih ditentukan. Untuk peralatan yang sudah ada, mulailah dari sertifikat inspeksi, lembar spesifikasi, dan nameplate. Jika kondisi operasi diubah, cek prosedur apa yang diwajibkan oleh perubahan itu. Telusuri dari penggunaan bejana terlebih dahulu, lalu cek kriterianya, termasuk untuk bejana tekanan kecil dan pengecualian.

Peraturan Keselamatan Boiler dan Bejana Tekanan Jepang (Boiler oyobi Atsuryoku Yoki Anzen Kisoku) mengatur safety valve pada boiler (Pasal 28) dan pada bejana tekanan Kelas 1 (Pasal 65). Persyaratan dasar pada keduanya adalah safety valve disetel agar bekerja pada atau di bawah MAWP. Kedua pasal juga memuat pengecualian bersyarat untuk instalasi dengan lebih dari satu safety valve. Pengecualian itu tidak berarti satu katup boleh disetel di atas MAWP. Cocokkan pasal yang tepat dengan peralatan yang tepat. Jika kode lain juga berlaku di lokasi Anda, cek aturannya juga.

Cek Setiap Komponen yang Dilindungi Katup

Berikutnya, telusuri setiap komponen di dalam zona terlindungi katup. Artinya bukan hanya tangki, tetapi juga heat exchanger, pompa, instrumen, dan komponen perpipaan. Buat daftar batas tekanan masing-masing.

Zona terlindungi bergantung pada sambungan pipa dan katup mana yang terbuka. Daftar semua komponen agar batas terlemah tidak terlewat.

Rating dari katalog pada suhu ruang bisa menyesatkan. Untuk flange, katup, dan bagian lain yang dipakai pada suhu tinggi, cek rating tekanan untuk material tersebut pada suhu tersebut.

Bedakan "tekanan yang terlewati dalam uji tekanan" dari "tekanan yang boleh dipakai terus-menerus". Tekanan uji yang hanya diberikan saat pengujian bukan alasan untuk menyetel safety valve di atas MAWP.

Pipa dengan ukuran nominal sama tidak selalu punya rating tekanan sama. Cek material, tebal dinding, dan jenis sambungan bersama-sama. Nomor schedule pada gambar adalah titik awal untuk tebal dinding.

Pada heat exchanger, cek sisi primer dan sekunder secara terpisah, dan pertimbangkan apa yang mengalir ke seberang bila tube atau plate bocor. Telusuri setiap jalur yang bisa membawa fluida bertekanan tinggi ke sisi tekanan rendah.

Block valve di antara peralatan yang dilindungi dan safety valve dapat memutus peralatan itu dari perlindungannya. Tandai posisi katup untuk operasi dan perawatan pada gambar piping, dan konfirmasikan pada kondisi mana jalur pelepasan tetap terbuka.

Pressure drop pada pipa pembuangan dan tekanan di header penerima sama-sama menciptakan back pressure di outlet katup. Jika katup yang dipilih untuk membuang ke atmosfer disambung ke header recovery tanpa mengecek back pressure, cara kerja dan kapasitasnya bisa berubah.

Arahkan outlet ke lokasi aman yang tidak bisa mengenai orang dengan uap atau air panas, dan perhitungkan beban pipa serta gaya reaksi. Cek titik pembuangan, pengaliran kondensat, dan perlindungan beku terhadap manual instalasi model katup tersebut.

Kapan Safety Valve Diperlukan

Perlu tidaknya safety valve tidak hanya bergantung pada tekanan operasi normal, tetapi pada seberapa tinggi tekanan bisa naik saat terjadi gangguan. Pertama pastikan perangkat apa yang diwajibkan hukum, lalu daftar semua cara kegagalan atau kesalahan operasi dapat menimbulkan tekanan lebih.

Dua kasus yang umum adalah tekanan suplai tinggi yang masuk ke sisi bertekanan rendah melalui stasiun pereduksi, dan cairan terperangkap yang dipanaskan. Penyebabnya berbeda, sehingga kapasitas yang dibutuhkan dan tipe katup yang tepat juga berbeda.

Tekanan Suplai Tinggi di Upstream Katup Pereduksi

Jika tekanan uap atau air direduksi sebelum dipakai, tekanan suplai bisa melebihi rating peralatan downstream. Bila pressure reducing valve gagal menutup, fluida bisa terus mengalir dari sisi bertekanan tinggi ke pipa yang normalnya bertekanan rendah.

Sanggup melewatkan debit konsumsi normal tidak berarti safety valve sudah cukup besar. Hitung berapa banyak aliran yang bisa masuk ke downstream dengan katup pereduksi dalam kondisi gagal yang diasumsikan dan dengan kondisi upstream, lalu pastikan katup sanggup melepas aliran itu.

Jangan memilih berdasarkan ukuran sambungan atau konsumsi normal. Bandingkan kapasitas pada kondisi kegagalan yang diasumsikan.

Ambil contoh pabrik fiktif yang aliran uap masuk saat kegagalannya dinilai 800 kg/jam. Kandidat katup dengan rating 600 kg/jam pada kondisi tekanan, suhu, dan back pressure yang sama tidak mencukupi.

Kandidat dengan rating 1.000 kg/jam lolos pada perbandingan kapasitas sederhana terhadap aliran masuk tersebut. Ini bukan margin pengaman yang direkomendasikan. Koreksi kapasitas atau persyaratan kode adalah kondisi terpisah yang Anda masukkan saat memilih katup.

Kapasitas pelepasan berubah menurut set pressure dan kondisi fluida, bahkan pada ukuran nominal yang sama. Untuk setiap angka di tabel kapasitas, baca catatannya agar tahu pada kondisi apa angka itu diukur atau dihitung.

Masukkan juga jalur aliran yang tercipta dari cara pabrik dioperasikan, misalnya bypass katup pereduksi yang dibiarkan terbuka. Jika beberapa jalur suplai bisa terbuka bersamaan, jangan berhenti setelah mengecek debit normal masing-masing sendiri-sendiri.

Safety valve bukan pengganti katup pereduksi dan tidak boleh memodulasi terus-menerus. Katup yang selalu melepas adalah gejala yang harus diselidiki. Jika katup terus terangkat, catat tekanan upstream, tekanan downstream katup pereduksi, beban operasi, dan kapan pelepasan dimulai. Cek apakah aliran berubah menurut waktu, dengan mengingat perbedaan aliran tunak dan aliran berdenyut, lalu cocokkan catatan itu dengan kondisi beban sebenarnya.

Sebelum menaikkan setelan untuk menghentikan pelepasan, cek apakah katup pereduksi rusak, apakah ada kebocoran di seat, dan apakah manometer salah baca. Kotoran di seat atau masalah di sisi pembuangan juga bisa menjadi penyebab, jadi jangan berasumsi bahwa tekanannya sekadar terlalu tinggi.

Ekspansi Termal pada Cairan yang Terkunci

Bila seksi pipa yang penuh cairan ditutup di kedua ujungnya, tambahan volume akibat kenaikan suhu tidak punya tempat untuk pergi. Air nyaris tidak bisa dimampatkan, sehingga pemanasan saja bisa menaikkan tekanan tajam, walaupun tidak ada uap yang masuk.

Debit pelepasan yang dibutuhkan berbeda antara ekspansi termal murni dan kasus ketika pendidihan atau aliran masuk bertekanan tinggi terus berlanjut.

Ini tidak terbatas pada sistem air panas. Hal yang sama terjadi pada seksi yang diisolasi untuk perawatan heat exchanger dan pada pipa luar ruangan yang terkena matahari. Bahkan pada peralatan yang sedang berhenti, cek gambar piping untuk melihat katup tertutup mana yang akan membentuk seksi penuh cairan.

Bila ekspansi termal cairan adalah satu-satunya penyebab, melepas tambahan volume bisa cukup untuk menahan tekanan. Logika kapasitas kecil itu tidak berlaku jika sumber bertekanan tinggi terus mengisi seksi tersebut atau pemanasan menghasilkan uap.

Expansion tank menyerap ekspansi normal. Pisahkan dua fungsi: menyerap ekspansi normal dan melepas tekanan abnormal, lalu gabungkan perlindungan yang dibutuhkan tiap kasus. Expansion tank tidak berguna bagi suatu seksi bila ada katup di antaranya yang tertutup. Tinjau zona terlindungi untuk posisi katup saat pembersihan, pengalihan, dan shutdown, bukan hanya saat operasi tunak.

Saat memilih relief valve cairan, ketahui suhu cairan yang dilepas dan ke mana arahnya. Air panas yang dilepas ke atmosfer sebagian bisa menguap menjadi uap (flash) saat tekanan turun, jadi tempatkan outlet di lokasi yang tidak bisa mengenai orang atau merusak peralatan di sekitarnya.

Di lapangan, cek nameplate set pressure, segel (seal), serta tanda korosi atau kebocoran, mengikuti prosedur shutdown dan inspeksi pabrik. Katup yang tampak baik belum terbukti memberi kapasitas sesuai rating, jadi cek juga catatan uji fungsi dan overhaul yang diwajibkan. Selidiki "tekanan tidak turun" dan "tekanan turun tetapi kebocoran berlanjut" sebagai dua masalah terpisah. Catatan setiap kali katup terangkat dan catatan tekanan memudahkan membedakan kapasitas kurang, kondisi operasi, dan masalah seat.

Pembuat katup Jepang Yoshitake, misalnya, pada umumnya meminta set pressure ditentukan saat order atau diubah dengan mengembalikan katup ke pabrik, dan hanya mengizinkan penyetelan di lapangan pada model tertentu. Sebelum mengubah setelan apa pun, cek kondisi desain, batas hukum, dan manual instruksi model tersebut.

Sebagian sistem memakai rupture disc sebagai pengganti atau tambahan relief valve.

Catatan untuk Pabrik di Indonesia

Untuk peralatan yang dipasang di Indonesia, aturan Jepang di atas hanya menjelaskan dasar pemikiran perancang, bukan dasar hukum di lokasi Anda. Yang berlaku di pabrik adalah ketentuan K3 (Keselamatan dan Kesehatan Kerja) Indonesia, yaitu UU No. 1 Tahun 1970 dan peraturan turunannya, di antaranya Permenaker No. 37 Tahun 2016 tentang K3 Bejana Tekanan dan Tangki Timbun.

Dalam Permenaker tersebut, perangkat pengaman bejana harus bekerja bila tekanan melebihi tekanan kerja yang diperbolehkan, istilah yang sepadan dengan MAWP di panduan ini. Persyaratan pemeriksaan, pengujian, dan perizinan untuk peralatan impor perlu dicek pada teks resminya, bersama ahli K3 atau PJK3 yang Anda pakai.

Kesetaraan dengan SNI untuk safety valve tidak bisa kami pastikan dari sumber yang kami periksa. Tanyakan kepada supplier kode desain dan standar pengujian yang dipakai pada katup dan datasheet peralatan, lalu mintalah penilaian ahli K3 apakah dokumen itu dapat diterima di lokasi Anda.

Checklist: Data yang Dikirim dengan Order atau Inquiry Safety Valve

Kirim butir-butir ini sebagai satu paket. Tabel kapasitas dari supplier berbeda sering didasarkan pada kondisi berbeda, dan paket yang lengkap memudahkan menemukan perbedaan itu.

Butir	Yang dicantumkan
Fluida	Nama dan wujudnya (uap jenuh, uap panas lanjut, air, cairan lain, gas)
Set pressure	Nilai, satuan, gauge atau absolut; siapa yang menentukan dan atas dasar apa
Peralatan yang dilindungi	MAWP setiap komponen di zona terlindungi, pada suhu desainnya
Suhu operasi	Normal dan maksimum di inlet katup
Debit pelepasan yang dibutuhkan	Debit pada gangguan yang diasumsikan (misalnya katup pereduksi gagal terbuka), dan cara menghitungnya
Sambungan	Ukuran inlet dan outlet, standar, dan rating tekanan
Pembuangan	Ke atmosfer atau ke header; perkiraan back pressure
Kode dan hukum	Regulasi atau kode yang berlaku di lokasi instalasi (K3 Indonesia, kode desain pada datasheet)
Dokumen	Inspeksi, catatan uji, dan sertifikat yang diwajibkan

Pertanyaan untuk Supplier atau Perancang di Jepang

• Berapa MAWP setiap komponen di zona terlindungi safety valve, dan pada suhu berapa?
• Skenario tekanan lebih apa yang dipakai untuk menentukan ukuran katup (katup pereduksi gagal, bypass terbuka, kebocoran tube heat exchanger, cairan terkunci)? Berapa debit pelepasan yang Anda hitung?
• Pada kondisi apa (tekanan, suhu, back pressure) kapasitas rating katup berlaku?
• Berapa blowdown-nya, dan seberapa jauh reseat pressure dari tekanan operasi normal kami?
• Regulasi atau kode Jepang mana yang Anda terapkan, dan apakah berubah untuk instalasi kami di Indonesia?
• Apakah set pressure model ini bisa disetel di lapangan, atau harus dikembalikan ke pabrik? Catatan atau segel apa yang diperlukan setelah perubahan?
• Apakah ada block valve yang dapat mengisolasi peralatan dari safety valve saat operasi atau perawatan?

Contoh inquiry yang bisa Anda sesuaikan:

Subjek: Set pressure safety valve pada [tag peralatan]
Safety valve pada [tag] (set pressure [nilai] MPa G) mulai melepas saat operasi normal. Sebelum kami mengubah apa pun, mohon konfirmasi: (1) MAWP dan suhu desain setiap komponen yang dilindunginya, (2) skenario tekanan lebih dan debit pelepasan yang dipakai untuk menentukan ukuran, (3) blowdown, dan (4) apakah set pressure model ini boleh disetel di lokasi atau harus diset ulang di pabrik Anda. Kami tidak akan mengubah setelan sebelum menerima balasan Anda.

Batasan Panduan Ini

• Panduan ini menjelaskan cara berpikir tentang set pressure. Panduan ini tidak memberikan nilai set pressure, margin, atau rumus sizing.
• Persyaratan hukum berbeda menurut negara, dan di Jepang menurut kelas peralatan. Aturan Jepang yang diuraikan di sini berlaku untuk peralatan di Jepang; untuk peralatan yang dipasang di tempat lain, konfirmasikan aturan setempat yang berlaku.
• Debit pelepasan, tekanan lebih yang diizinkan, dan blowdown bergantung pada kode, tipe katup, dan sertifikasi pembuat. Konfirmasikan dengan pembuat katup.
• Semua angka pabrik dalam artikel ini fiktif.

FAQ

Apakah Set Pressure Safety Valve Sama dengan MAWP?

Tidak. Walaupun keduanya diset pada angka yang sama, MAWP adalah batas peralatan dan set pressure adalah titik pemicu katup. Pastikan setelan memenuhi hukum yang berlaku dan karakteristik katup, serta berada cukup jauh di atas tekanan operasi normal.

Bisakah Aturan Bejana Tekanan Dihindari dengan Menyetel Safety Valve Lebih Rendah?

Tidak berdasarkan setelan saja. Di Jepang, kelas hukum bergantung pada penggunaan, tekanan kerja gauge maksimum, serta volume atau dimensi, yang dicek terhadap kondisi desain dan operasi yang benar-benar Anda adopsi.

Apakah Dua Safety Valve dengan Ukuran Sama Punya Kapasitas Sama?

Tidak. Kapasitas berubah menurut tipe katup, fluida, dan set pressure, jadi baca kondisi di balik setiap tabel kapasitas dan bandingkan katup terhadap debit yang dibutuhkan pada kondisi yang sama.

Apa yang Harus Dilakukan Jika Safety Valve Tidak Berhenti Melepas?

Ikuti prosedur kondisi abnormal pabrik. Cek apakah tekanan benar-benar sudah turun dan apakah suplai masih masuk. Perlakukan kebocoran seat setelah tekanan turun sebagai masalah terpisah, dan jangan menutupi penyebab dengan menaikkan setelan.

Jika Ada Katup Pereduksi Tekanan, Apakah Safety Valve Masih Diperlukan?

Jangan berasumsi katup pereduksi sudah cukup. Bila katup itu gagal, peralatan downstream bisa terdorong melewati ratingnya. Putuskan perlindungan tekanan lebih dari aliran masuk pada kegagalan tersebut dan aturan yang berlaku.

Sumber

• Spirax Sarco: Safety Valves (dasar katup berpegas)
• Spirax Sarco: Safety Valve Selection (tekanan operasi, set pressure, blowdown)
• Spirax Sarco: Safety Valve Sizing (kondisi kegagalan dan kapasitas pelepasan)
• Spirax Sarco: Safety Valve Installation (pipa pembuangan, drainase, gaya reaksi)
• Ringkasan CGA PS-28 (tekanan lebih akibat ekspansi termal fluida terperangkap; persyaratan instalasi dan kualifikasi ulang di AS tidak diterapkan dalam artikel ini)
• e-Gov: Perintah Pelaksanaan Undang-Undang Keselamatan dan Kesehatan Industri, Pasal 1, definisi bejana tekanan (bahasa Jepang)
• e-Gov: Peraturan Keselamatan Boiler dan Bejana Tekanan, Pasal 28 dan 65 (bahasa Jepang)
• Yoshitake: FAQ safety valve (setelan, cara kerja, fluida layanan; bahasa Jepang)
• JDIH Kemnaker: Permenaker No. 37 Tahun 2016 tentang K3 Bejana Tekanan dan Tangki Timbun