Demi kelancaran proses industri, pengaruh suhu dan tekanan sangat penting untuk diperhatikan. Maka tidak heran jika banyak perangkat pengatur suhu dan tekanan digunakan, baik yang berukuran kecil sampai besar. Keamanan dan kinerja optimal dari proses industri seringkali tidak lengkap tanpa peran dari pressure vessel atau bejana tekan.
Dalam artikel ini, kita akan menjelajahi lebih lanjut tentang fungsi dan peran, desain, dan jenis-jenis pressure vessel dalam menangangi banyak proyek industri. Simak selengkapnya dalam penjabaran di bawah ini.
Apa itu Pressure Vessel
Pressure vessel atau bejana tekan adalah sebuah wadah tertutup yang menyimpan, mengolah, atau mentransportasi zat cair, uap, atau gas pada tekanan yang jauh lebih tinggi atau lebih rendah daripada tekanan sekitar, atau tekanan internal yang berbeda dari tekanan atmosfer. Perangkat ini banyak digunakan di berbagai industri seperti industri petrokimia, minyak dan gas, kimia, dan pengolahan makanan. Komponen yang termasuk dalam pressure vessel antara lain seperti reactors, flash drum, separators, dan heat exchanger, dan boiler.
Bagian-bagian Pressure Vessel
Beberapa komponen umum pada pressure vessel meliputi:
- Shell (Badan): Bagian utama dari bejana tekan yang berfungsi menampung, mengolah, dan menahan tekanan internal.
- Head (Kepala): Bagian dengan beragam bentuk yang menutupi ujung atau bagian atas dan bawah bejana.
- Nozzle: Lubang atau pipa yang terhubung ke dalam pressure vessel untuk memasukkan atau mengeluarkan fluida atau gas.
- Supports (Penyangga): Struktur penyangga yang mendukung pressure vessel pada saat dioperasikan.
- Manholes (Lubang Inspeksi): Lubang yang dirancang untuk memudahkan inspeksi dan pemeliharaan.
Cara Kerja Pressure Vessel
Cara kerja umum pressure vessel melibatkan pemahaman dan penerapan prinsip hidrostatika, di mana tekanan di dalam bejana sebanding dengan kepadatan fluida dan tinggi kolom fluida di dalamnya. Desain dan konstruksi pressure vessel harus memenuhi standar keselamatan yang ketat, dan safety limit pada pressure vessel harus dioperasikan di bawah suhu dan tekanan maksimum yang ditentukan. Semua aktivitas yang melibatkan pressure vessel harus dilakukan oleh personel yang berkualifikasi karena potense terjadinya kebocoran isi yang tidak disengaja dapat mengancam lingkungan sekitar.
Jenis-jenis Pressure Vessel
Berdasarkan fungsinya, terdapat beberapa jenis pressure vessel yang masing-masing dirancang untuk tujuan khusus sesuai dengan kebutuhan industri dan aplikasi spesifik. Berikut adalah beberapa jenis pressure vessel:
Heat Exchanger
Heat exchanger digunakan untuk mentransfer panas antara dua atau lebih cairan yang umumnya digunakan dalam industri makanan, farmasi, energi, atau bioproses. Pengoperasian heat exchanger bergantung pada sifat termal dan aliran fluida yang terlibat pada saat pertukaran panas, serta pada sifat termal partisi konduktif (fluida yang berbeda tidak saling bercampur). Material yang ada dalam heat exchanger akan mengalami tekanan dari perbedaan suhu panas dan dingin, serta tekanan internal yang mengandung fluida tersebut. Perangkat ini dapat digunakan dalam pendinginan atau pemanasan dalam proses industri.
Boiler
Perangkat ini utamanya digunakan untuk memanaskan cairan. Boiler merupakan peralatan perpindahan panas yang memanfaatkan bahan bakar, nuklir, atau tenaga listrik sebagai sumber panasnya. Boiler biasanya terdiri dari bejana tertutup yang memungkinkan perpindahan panas dari sumber ke fluida. Seringkali, transformasi fasa fluida dari fasa cair ke fasa uap terjadi di dalam boiler. Uap yang dihasilkan oleh boiler digunakan untuk berbagai aplikasi pemanasan dan pembangkit listrik.
Storage Vessel atau Tangki Penyimpanan
Storage vessel adalah bejana bertekanan yang menampung cairan, uap, dan gas untuk sementara. Perangkat yang satu ini dapat digunakan untuk menampung cairan yang akan diolah dalam proses selanjutnya, atau untuk menyimpan produk jadi seperti gas alam terkompresi (CNG) dan nitrogen cair.
Process Vessel
Process veseel wadah tempat terjadinya proses industri spesifik, seperti pencampuran dan agitasi, dekantasi, distilasi dan pemisahan massa, serta reaksi kimia. Perubahan tekanan internal pada process vessel bergantung pada sifat proses yang dilakukan dan transformasi zat yang terlibat.
Reaktor Kimia
Perangkat reaktor kimia merupakan salah satu jenis alat yang digunakan untuk melakukan reaksi kimia di dalam pressure vessel. Selain itu, alat ini juga dapat membantu berbagai proses kimia, termasuk sintesis kimia dan produksi bahan kimia.
Separator
Seperti namanya, secara harfiah perangkat ini berarti pemisah. Fungsinya yaitu, menghilangkan komponen cairan atau gas dari suatu campuran. Alat ini biasanya digunakan dalam industri minyak dan gas untuk memisahkan minyak, gas, dan air.
Bentuk-bentuk Kepala Pressure Vessel
Selain jenis dan fungsinya yang beragam, pressure vessel juga hadir dalam berbagai bentuk dan desain yang dapat disesuaikan dengan jenis operasi yang dibutuhkan, di antaranya:
Spherical Vessel
Bentuk bulat ini cocok untuk menampung cairan bertekanan tinggi karena strukturnya yang kuat, walaupun cenderung sulit dibuat sehingga harganya bisa melambung tinggi. Pada spherical vessel, tegangan internal dan eksternal didistribusikan secara merata pada permukaan bola, yang berarti tidak ada titik lemah. Keunikan dari spherical vessel adalah, konsumsi materialnya lebih sedikit dibandingkan cylindrical vessel dengan volume yang sama.
Cylindrical Vessel
Cylindrical vessel terdiri dari cangkang silinder dan satu set kepala. Kepala berfungsi sebagai penutup ujung atau penutup cangkang untuk menutupi isi wadah. Kepalanya mungkin memiliki permukaan yang lebih datar atau bulat.
Cylindrical vessel adalah bentuk bejana yang paling banyak digunakan karena terkenal serbaguna dan produksinya jauh lebih murah dibandingkan spherical vessel. Namun, umumnya tidak lebih kuat dibandingkan spherical vessel. Diperlukan dinding yang lebih tebal untuk mencapai kekuatan yang sama dengan spherical vessel walaupun mempunyai tekanan internal yang sama.
Hemispherical Vessel
Hemispherical vessel cocok untuk menangani cairan bertekanan tinggi dan menutup bejana berdiameter besar, karena tekanan didistribusikan dapat secara merata ke seluruh permukaan kepala. Bentuk ini memiliki geometri radial yang sederhana dan volume internal yang lebih tinggi, tetapi lebih sulit untuk dibuat dan disambung ke cangkang. Dibandingkan dengan bentuk kepala lainnya, hemispherical memerlukan ketebalan dinding paling sedikit untuk dapat menangani tekanan internal yang sama.
Ellipsoidal Vessel
Ellipsoidal vessel memiliki bentuk yang mirip dengan telur. Pressure vessel dengan bentuk ini memiliki kedalaman yang hanya sebagian kecil dari lebar kepala, namun memberikan kekuatan yang baik dan distribusi tekanan yang merata. Bentuk ellipsoidal ideal untuk menampung gas bertekanan tinggi karena rasio tinggi terhadap beratnya dan dapat menangani tekanan lebih besar dari 15 bar.
Demikian informasi dasar mengenai pressure vessel. Penting untuk mencatat bahwa desain dan bentuk pressure vessel yang Anda pilih harus mematuhi standar keselamatan dan regulasi industri yang berlaku. Pemilihan jenis pressure vessel juga bergantung pada kebutuhan aplikasi dan persyaratan teknis spesifik dari suatu proyek atau industri.
Untuk ulasan lebih lanjut dan lebih lengkap tentang pressure vessel, akan kami bahas di artikel lainnya. Jadi, stay tuned untuk informasi menarik lainnya, ya!
