Penjelasan Axial , Angular dan Lateral Expansion Joint Metal

Metal expansion joints (juga disebut compensators) adalah elemen kompensasi untuk ekspansi termal dan pergerakan relatif dalam pipa, wadah (container), dan mesin. Mereka terdiri dari satu atau lebih bellow logam, konektor di kedua ujungnya, dan batang pengikat yang bergantung pada aplikasinya. Mereka dibedakan menurut tiga tipe dasar gerakan, Metal Expansion Joint : aksial (axial), sudut (angular), dan lateral.

Expansion Joint digunakan di berbagai sektor, seperti produksi energi, industri kertas, industri kimia, pengolahan air, minyak dan gas. Dimanapun terdapat jaringan pipa dan terjadi pergerakan termal atau getaran, maka sambungan ekspansi dapat digunakan.

Asal-usul

Emil Witzenmann dianggap sebagai Expansion Joint, pada tahun 1920, ia mengajukan paten untuk flexible metal tube expansion joint pertama, German Reichspatent No. 367 185, mulai tanggal 29 Juli 1920. Pada tahun 1930-an, prinsip ‘Metal Hose’ atau ‘Flexible Metal Tube’ digantikan oleh metal bellows sebagai elemen fungsional utama. Prinsip desain ini – metal bellows dengan potongan sambungan – masih menjadi dasar struktural sambungan Modern Metal Hose saat ini.

Design Multi-Ply

Pada Expansion Joint modern, Metal Bellows sering kali diproduksi dengan apa yang disebut multi-ply design. Untuk meningkatkan fleksibilitas dan stabilitas, beberapa lapisan logam tipis dilapis untuk membentuk dinding bellow. Ada dua tipe desain dasar:  Multi-ply dan Multi-walled bellows structure. Struktur Multi-ply terdiri dari silinder luar dan dalam dari baja tahan karat yang kedap tekanan dan dilas secara longitudinal. Di antara silinder-silinder ini terdapat silinder spiral terbuka yang membentuk banyak lapisan tergantung pada desainnya. Struktur berdinding banyak terdiri dari beberapa silinder konsentris yang dilas memanjang. Setiap silinder membentuk “dinding” yang kedap tekanan (Pressure Tight) dan tertutup (Close Wall).

The main advantages of multi-walled bellows:

• Ketahanan terhadap tekanan tinggi dan sangat tinggi
• Penyerapan gerakan besar
• Dimensi kecil
• Tingkat gaya penyesuaian yang kecil
• Kompensasi optimal dalam ruang yang sangat kecil
• Indikasi kebocoran awal (jika terjadi kerusakan) melalui lubang pemeriksaan standar
• Resistensi terhadapa ledakan.
• Kemungkinan pemantauan kebocoran permanen di media kritis
• Penggunaan material berkualitas tinggi dan tahan korosi secara ekonomis seperti Inconel, Incoloy, Hastelloy, titanium dan Tantal
• Isolasi terhadap kebisingan yang disebabkan oleh struktur hingga 20 dB

Desain ini memiliki keunggulan teknis dan ekonomi. Misalnya, bellow dapat dibuat dari bahan yang berbeda, seperti baja tahan karat paduan tinggi untuk pipa yang bersentuhan dengan medium (di dalam dan/atau di luar), dan baja tahan karat paduan rendah untuk lapisan tengah.

Jenis Metal Expansion Joints

Secara garis besar ada 3 jenis metal expansion joint, yaitu

Axial

Axial Expansion Joint adalah perangkat mekanis yang dirancang untuk menyerap gerakan aksial (atau memanjang) dalam sistem perpipaan akibat ekspansi termal, kontraksi, atau faktor lainnya, dengan tetap menjaga integritas sistem. Mereka umumnya digunakan dalam sistem perpipaan industri di mana terjadi fluktuasi suhu, seperti di pembangkit listrik, kilang, dan pabrik pengolahan bahan kimia.

Axial Expansion Joint yang terbuat dari logam biasanya terdiri dari bellow logam atau tabung bergelombang yang dihubungkan ke alat kelengkapan ujung logam. Bellow atau tabung bergelombang adalah komponen fleksibel yang dapat mengembang atau berkontraksi ke arah aksial, sehingga pipa dapat bergerak tanpa meneruskan tekanan berlebihan ke peralatan atau sistem perpipaan yang terhubung.

Expansion Joint ini sangat penting untuk mencegah kerusakan pada sistem perpipaan yang disebabkan oleh ekspansi atau kontraksi termal, yang dapat menyebabkan kebocoran, retakan, atau kegagalan struktural lainnya. Mereka juga membantu mengurangi getaran dan kebisingan dalam sistem dengan menyerap gerakan yang dihasilkan oleh aliran fluida atau gaya dinamis lainnya.

Singkatnya, sambungan ekspansi aksial yang terbuat dari logam memberikan fleksibilitas dan memungkinkan pergerakan dalam arah aksial dalam sistem perpipaan, membantu menjaga integritas sistem dan mencegah kerusakan akibat ekspansi atau kontraksi termal.

Angular

Angular Expansion Joint, juga dikenal sebagai sambungan gerakan sudut atau angular expansion compensator, adalah komponen khusus yang digunakan dalam sistem perpipaan untuk mengakomodasi angular Movement atau misalignment antara pipa atau peralatan yang terhubung. Angular Expansion Joint sangat berguna dalam situasi di mana pipa perlu disambungkan pada sudut non-linear atau di mana ada ketidaksejajaran yang tidak dapat dihindari karena kendala pemasangan atau gerakan struktural.

Angular Expansion Joint biasanya terdiri dari bellow logam atau serangkaian komponen logam yang saling berhubungan yang dirancang untuk memungkinkan pergerakan di berbagai bidang, termasuk arah sudut dan aksial. Bellow atau komponen logam biasanya ditempatkan di dalam selubung atau bingkai logam dan dihubungkan ke flensa atau alat kelengkapan ujung lainnya untuk dipasang ke sistem perpipaan.

Expansion Joint ini dirancang untuk menyerap gerakan sudut yang disebabkan oleh faktor-faktor seperti ekspansi termal (thermal expansion), penurunan (settlement), getaran (vibration), atau aktivitas seismik, sambil tetap mempertahankan sambungan yang tersegel dan fungsional antara pipa atau peralatan. Dengan mengakomodasi gerakan sudut, sambungan ekspansi sudut membantu mengurangi tekanan pada sistem perpipaan, mencegah kerusakan pada peralatan yang terhubung, dan memastikan integritas dan keandalan sistem secara keseluruhan.

Singkatnya, sAngular Expansion Joint yang terbuat dari logam adalah komponen khusus yang digunakan dalam sistem perpipaan untuk mengakomodasi gerakan sudut atau ketidaksejajaran antara pipa atau peralatan yang terhubung, membantu menjaga integritas dan fungsionalitas sistem

Lateral

Lateral expansion joint, juga dikenal sebagai Lateral Kompensator Expansion Joint, adalah jenis sambungan ekspansi yang digunakan dalam sistem perpipaan untuk mengakomodasi gerakan lateral atau perpindahan yang tegak lurus terhadap sumbu memanjang pipa. Pergerakan ini dapat terjadi karena faktor-faktor seperti thermal expansion, settlement, seismic activity, atau external forces.

Lateral expansion joints dirancang untuk memberikan fleksibilitas pada sistem, memungkinkan pipa atau peralatan yang terhubung bergerak ke samping tanpa memberikan tekanan berlebihan pada sistem perpipaan dan membantu menjaga integritas sistem dengan mencegah kerusakan seperti kebocoran, retak, atau pecah yang mungkin diakibatkan oleh terbatasnya pergerakan.

Pada Lateral expansion joints metal, komponen utamanya biasanya berupa bellow logam atau serangkaian komponen logam yang saling berhubungan yang dapat melenturkan dan menekuk untuk mengakomodasi gerakan lateral. Komponen logam ini ditempatkan di dalam casing atau rangka logam dan dihubungkan ke flange atau alat kelengkapan ujung lainnya untuk dipasang ke sistem perpipaan.

Lateral expansion joints sangat penting dalam aplikasi yang diperkirakan akan terjadi pergerakan lateral, seperti pada jaringan pipa yang mengalami variasi suhu, proses industri dengan kondisi pengoperasian dinamis, atau instalasi di mana penurunan permukaan tanah dapat terjadi. Dengan memungkinkan pergerakan lateral, sambungan ekspansi ini membantu memastikan umur panjang (Longevity), keandalan (Reliability), dan keamanan sistem perpipaan.