BAB II TIPE, FUNGSI PINTU/KATUP - bpsdm.pu.go.id · berkarat maka opersi akan berat. Untuk itu alat...
Transcript of BAB II TIPE, FUNGSI PINTU/KATUP - bpsdm.pu.go.id · berkarat maka opersi akan berat. Untuk itu alat...
BAB II
TIPE, FUNGSI PINTU/KATUP
2.1 Pintu
2.1.1 Jenis jenis pintu dan katup yang ada di bendungan-bendungan di Indonesia adalah:
Pintu air:
Pintu Sorong (Slide Gate)
Pintu Bonet (Boneted Gate)
Pintu Roda Tetap (Fixedwheel Gate)
Pintu Aliran Pancar (Jet Flow Gate)
Pintu Radial Pelimpah (Spillway Radial Gate)
Pintu Engsel bawah (Flape Gate/Tilting Gate)
Balok Sekat (Stoplog)
Pintu Sekat (Bulkhead)
Pintu Mangkok (Hemispherical Gate)
Katup (Valves);
Katup Jarum (Needle Valve)
Katup Lubang Pancar (Hollow Jet Valve)
Katup Kerucut Tetap (Fixed Cone Valve)
Katup Sorong (Gate Valve)
Katup Kupu-kupu (Butterfly Valve)
Sistim alat penggerak diam pada temapatnya (Fixed Hoist):
Sistim mekanik dengan penggerak tenaga manusia
Sistim mekanik dengan pengerak motor listrik ( PLN dan Genset )
Sistim pompa hidrolik pengerak motor listrik
Alat angkat bergerak :
Derek Beroda (Gantry Crane)
Alat angkat Bergerak (Traveling Hoist Unit)
Derek Menara (Tower crane)
Derek Mengambang (Floating Crane)
Alat –alat lainnya
Pompa penguras (Sump pump)
Ventilasi Udara (Air Vents)
Generator
2.1.2 Pintu Pelimpah
Pintu Radial ( Radial Gate )
Pintu radial umumnya diapasang pada bangunan pelimpah sehingga disebut pintu radial
pelimpah ( spillway) . Pintu radial pelimpah dikenal juga sebagai “tainter gate” terdiri
dari daun pintu yang bebentuk lengkung dan lengan yang menumpu pada pilar atau
support bentuk lainnya. Daun pintu duduk pada mercu pelimpah dan dapat berputar pada
as yang ditumpu rangka disebut trunnion.Sistim seal berada pada tiga sisi yaitu dua
disamping dan satu didasar daun pintu.Pelepasan air lewat bawah daun pintu. Alat angkat
berada diatas deknya pilar.
GAMBAR : PINTU RADIAL PELIMPAH
Pintu radial pelimpah berfungsi sebagai:
Menahan air dalam waduk
Melepas air waduk saat banjir
Mengatur keluaran air dalam operasi normal
Permasalahan desain yang terjadi:
Kecepatan sering lambat (saat turun )
Untuk ukuran besar kadang-kadang tidak dapat menutup dengan berat
sendiri.
Jika air melimpah diatas pintu (overtoping) dapat merusak rangka dan
lengan pintu.
Pintu Engsel Bawah (Crest Gate/TiltingGate)
Pintu engsel bawah ini umumnya dipasang pada mercu pelimpah. Alat angkat untuk pintu
jenis ini biasanya sistim hidrolik ( hydraulic piston) ditempatkan diatas pilar atau pada
mercu dihilir pintu. Pada posisi pintu tertutup, permukaan daun pintu mngikuti garis
permukaan mercu pelimpah. Sebagai contoh sketsa pintu engsel bawah dapat dilihat
gambar berikut ini.
GAMBAR: PINTU ENGSEL BAWAH
Pintu Engsel Bawah berfungsi sebagai:
Menahan air dalam waduk
Melepas air waduk saat banjir
Mengatur keluaran air dalam operasi normal
Pembatasan desain:
Jika alat penggerak diletakkan pada ujung dibelakang pintu, maka torsi
yang diperlukan sangat besar sehingga menjadi tidak ekonomis.
Disamping itu perletakan alat penggerak pada mercu dibelakang pintu
maka konstruksi mercu lebih rumit
Permasalahan yang biasanya terjadi
Korosi terjadi pada pelat luar pada daerah batas permukaan air
Ventilasi udara dihilir pintu kapasitasnya tidak cukup
Bocor pada seal
Getaran yang berlebih terjadi saat dioperasikan
Permasalahan yang biasanya terjadi
Korosi terjadi pada pelat luar pada daerah batas permukaan air
Ventilasi udara dihilir pintu kapasitasnya tidak cukup
Bocor pada seal
Getaran yang berlebih terjadi saat dioperasikan
Pintu beroda tetap ( Fixed Wheel Gate )
Pintu beroda merupakan daun pintu datar konstruksi baja dengan dilengkapi roda sebagai
pendukung gerakan menutup dan membuka. Berdasarkan konstruksi sistim roda
pendukungnya maka pintu dapat dibedakan menjadi:
Pintu Roda Tetap (Fixed Wheel ), dimana as roda terikat tetap pada rangka daun
pintu.
Pintu Stoney (Stoney Gate ) dimana roda terikat pada rangka sendiri terlepas dari
daun pintu.
Caterpillar Gate dimana rangka pengikat roda berupa rantai terlepas dari daun
pintu.
Pintu Roda Tetap (Fixed Wheel) ini umumnya digunakan untuk fungsi:
Pengaturan keluaran air waduk, (pintu di spillway)
Pintu darurat (head tinggi), posisi bisa didepan bendungan atau dalam tunnel.
2.1.3 Pintu/katup pengeluara bawah
Pintu Intake
Pintu beroda merupakan daun pintu datar konstruksi baja dengan dilengkapi roda sebagai
pendukung gerakan menutup dan membuka. Berdasarkan konstruksi sistim roda
pendukungnya maka pintu dapat dibedakan menjadi:
Pintu Roda Tetap (Fixed Wheel ), dimana as roda terikat tetap pada rangka daun
pintu.
Pintu Stoney (Stoney Gate ) dimana roda terikat pada rangka sendiri terlepas dari
daun pintu.
Caterpillar Gate dimana rangka pengikat roda berupa rantai terlepas dari daun
pintu.
Pintu roda tetap
Hois
tt
Kabel baja
Pintu beroda tetap
Pintu pengaman ( pada pipa pesat )
Pintu bonneted
Pada dasarnya pintu bonnet ini adalah pintu luncur yang terdiri dari daun pintu berbentuk
segi empat atau kubus terbungkus dalam rumah dari pelat baja dengan konstruksi
las.Rumah bagian atas merupakan bonnet yang dilengkapi tutup dimana diatas tutup
diletakkan alat penggerak.
Pintu bonnet biasanya dipasang dalam terowongan, pipa pesat sebagai pintu darurat /
perawatan ( emergency/maintenant gate ) dan juga bisa dipasang diujung akhir pipa pesat
sebagai pintu pengatur. Pemasangan jenis pintu ini dalam terowongan memerlukan
ventilasi udara dekat dihilir pintu. Permasalahan yang timbul sering terjadi kerusakan
pada tunnel dihilir pintu karena terjadinya kavitasi.
Pemeriksaan tampak pintu jenis ini meliputi saasaran:
Rumah dan bonnet :
Periksa kerusakan pada badan pintu dihilir alur dan lantai dekat dihilir landasan (sill)
yang diakibatkan korosi berlebihan. Juga diperiksa baut – baut body dan ventilasi
udara.
Tutup bonnet; Periksa apakah ada yang retak atau packing bocor.
Daun pintu. Periksa apakah ada yang retak atau packing bocor.
Tes Operasi.
Tes operasi untuk pintu ini dilakukan pada kondisi tekanan air seimbang, diusahakan
tidak ada aliran. Kemudian diamati apakah pintu bergerak lancar
Katup Pengaman
Katup Sorong ( Gate Valve )
Katup Sorong umumnya ditempatkan pada pipa pesat /pembawa (
penstock/conduit ). Fungsi katup sorong bisa digunakan sebagai katup pengaman
, ditempatkan dihulu katup pengatur dan bisa juga sebagai katup pengatur bila
ditempakan dihilir katup pengaman.
Katup sorong terdiri dari bagian yang bergerak ( wedge ) yang gerakannya vetikal
tegak lurus dengan aliran air. Jika ditutup wedge akan merapat dengan body dan
sistim perapatnya ( sealing sistim ) metal dengan metal ( bronze atau stainless
steel ). Alat angkat berupa batang berulir yang dapat digerakkan dengan motor
listrik atau manual. Umumnya batang berulir bergerak ditempat sedang wedge
yang bergek naik turun ( non rising screw ).
Katup Kupu-kupu ( Butterfly ).
Katup ini dipasang didalam pipa pesat terdiri dari, sayap didalam yang dapat
berputar untuk mengalirkan dan menyetop aliran. Sayap atau lempengan diputar
melalui as yang digerakkan alat penggerak. Arah putaran sayap melintang arah
aliran air dengan demikian saat menutup akan menahan aliran air. Pada saat
katup dibuka penuh sayap diputar sampai searah aliran.
Katup Kupu-Kupu umumnya dipasang di hulu/didepan katup pengatur (Control
Valve ) atau turbin difungsikan sebagai katup untuk membantu perawatan dan
juga untuk keadaan daruruat.
Pembatasan desain
Operasi Katup Kupu-kupu kadang-kadang dibatasi oleh factor desain sebagai
berikut:
Jika katup ini digunakan sebagai pengatur maka bukaan parsial akan
menimbulkan aliran bergolak (turbulen) sehingga terjadi getaran berlebih. Karena
sayap selalu berada dalam aliran saat katup dibuka maka terjadi kehilangan tenaga
potensial (head losses) cukup besar.
Bagian yang bermasalah
Biasanya yang paling sering bermasalah adalah kebocoran terjadi pada pertemuan
permukaan anatara seal sayap dalam dengan trunion as putar sayap.
Katup Bola ( Sphere Valve )
Katup bola digunakan juga dialan pipa sebagai katup pengaman. Katup ini terdiri dari
badan ( body) dan bagian yang bergerak merupakan bola yang berlubang. Bagian
bola ini dapat berputar 90 derajat, dan jika menutup bola berputar memblok aliran
air dan jika membuka maka lubang searah dengan aliran sehingga air bebas lewat .
Katup bola seperti katup butterfly tidak dapat dipakai sebagai pengatur karena tidak
boleh dibuka sebagian ( parsial ).
Pintu /Katup Pengatur
Katup Jarum (Needle Valve)
Katup Jarum adalah salah satu jenis katup yang digunakan pada bendungan untuk
mengatur keluaran air dari bangunan pengeluaran bendungan. Katup Jarum terdiri dari
dua badan yaitu satu bagian luar dan satu lagi badan bagian dalam. Badan bagian
dalam berupa silinder yang dikedua ujungnya berbentuk kerucut lancip menyerupai
jarum dan terbagi dua, satu bagian depan dapat digerakkan maju-mundur/tutup-buka
sedangkan bagian belakang tidak bisa digerakkan ( fixed ). Gerakan bagian jarum
depan melalui mekanis roda gigi yang umumnya digerakkan dengan tenaga manusia,
sedang untuk penggunaan pada bendungan dengan head tinggi digunakan penggerak
tenaga listrik.sebagai penggerak utama dan roda tangan (hand wheel) untuk keperluan
pemeliharaan.
Permasalahan yang ada:
o Sering terjadi kavitasi yang merusak permukaan badan tengah
o Pada bukaan kecil samapah/ kotoran yang besar bisa menymbat lubang
laluan
o Karena sistim sealnya dari matal ke metal maka kalau tidak presisi bisa
bocor
o Pemeliharaan agak rumit.
Katup Lubang Pancar ( Hollow Jet Valve )
Pada dasarnya bentuk Katup Lubang Pancar merupakan setengah dari Katup
Jarum. SepertiKatup Jarum, badan katup Lubang Pancar terdiri dari dua
bagian yaitu bagian luar dan bagian dalam. Badan dalam terbagi dua lagi
dimana bagian depan bentuk kerucut dan dapat digerakkan maju-mundur/
tutup–buka laluan air. Sedangkan bagian belakang berbentuk bell gereja yang
terangkai tetap pada badan luar. Jenis penggerak katup ini pada awalnya
menggunakan sistim mekanis,namun belakangan banyak menggunakan sistim
hidrolik. Pemasangan jenis katup ini umumnya ditempatkan pada ujung pipa
pesat diluar tunnel dimana pancaran air keluar harus bebas.
Katup Kerucut tetap ( Fixed Cone Valve )
Katup Kerucut Tetap sering juga dikenal sebagai katup “Hollow Bunger”
yang digunakan untuk mengatur pengeluaran air pada bangunan keluaran.
Seperti katup sebelumnya, badan dari Katup Kerucut Tetap ini berbentuk
silinder . Bagian dalam terdiri dari rusuk penguat yang dilas ke body luar dan
bagian belakang rib disambung las dengan bagian berbentuk kerucut (Cone).
Sudut kerucut 45 0. Antara badan silinder dengan bagian kerucut ada jarak
merupakan celah laluan air keluar. Celah ini dapat ditutup maupun dibuka
dengan menggerakkan badan silinder luar. Sketsa dari Katup Kerucut Tetap
seperti gambar dibawah ini.
Katup Kerucut Tetap dapat dipasang pada ujung akhir pipa pesat atau pada
bangunan peredam tenaga. Badan silinder yang dapat digerakkan sangat pas
dengan rusuk dalam,dan gerakannya sejajar dudukan menghadap ke bagian
kerucut. Badan silinder ini agak panjang yang dapat menutup rapat celah laluan
air antara silinder dalam dan bagian kerucut. Gerakan aksial silinder luar ini
mengtur keluaran air .
Alat penggerak silinder ini terpasang diluar badan katup . Jenis alat penggerak
dari vale ini yaitu:
o Tipe batang berulir, dengan sepasang batang berulir dan roda gigi yang
digerakkan motor listrik terpasang diatas katup atau penggerak motor hidrolik.
o Tipe sepasang silinder hidrolik yang terpasang pada sisi bersebelahan
badan katup, dimana pompa hidrolik digerakkan dengan motor listrik.
Air keluar dari katup ini memancar dengan pancaran berbentuk kerucut. Jika
pancaran kerucut ini tidak bisa ditolerir, maka perlu dipasang kap pelindung
atau bangunan pengarah pancaran guna membatasi/mengarahkan keluran air
yang dapat ditolerir. Katup Kerucut Tetap sangat baik untuk mengatur keluran
air karena dapat meredam tanaga air dan dapat melakukan pengisian angin
sebagai ventilasi. Tetapi untuk sebagai pengaturan keluaran air pada bangunan
keluaran yang rendah/dekat dengan permukaan air dihilir maka jenis katup ini
jarang digunakan.
Pintu Pancar ( Jet Gate )
2.1.3 Jenis alat angkat
1) Alat angkat penggerak tenaga manusia (Manually )
Alat angkat ini umumnya terdiri dari batang berulir dan mur putar digerakkan dengan
engkol atau roda putar tangan ( handwheel ). Batang berulir ada yang terbuka dan ada
yang ditutup pipa. Beberapa desain batang berulir digerakkan melalui pasangan roda gigi
/kotak roda gigi guna mendapatkan momen putar lebih kecil sehingga tenaga yang
diperlukan untuk memutar engkol tidak lebih dari 15 kg.
Permasalahan yang ada pada alat angkat sistim manual ini adalah masalah efisiensi, Jika
pelumasan kering atau kurang maka operasinya menjadi berat. Demikian pula jika batang
berkarat maka opersi akan berat.
Untuk itu alat angkat sistim ini harus dilumasi secara baik / pelumasnya selalu ada dan
tidak sampai kering.
2) Alat angkat penggerak motor listrik
Alat angkat sistim ini dipasang permanen, terdiri dari dua drum kabel, as penerus/putar,
kotak roda gigi dan unit penggerak motor listrik. Kabel baja ( sling baja ) digulung pada
drum untuk mengangkat pintu dan lepas gulungan pada saat penurunan pintu. Untuk operasi
pemeliharaan sistim alat angkat ini dilengkapi dengan alat pemutar tangan ( handwheel ).
Sebagai referensi dari sistim alat ini dapat dilahat pada gambar berikut.
Permasalahan yang ada pada alat angkat ini adalah;
Terjadi korosi pada komponen-komponennya
Kopling longgar
Putus kawat atau pilinan terbuka pada kabel baja (wire rope)
Posisi stel berubah
Roda gigi aus atau stelan berubah.
1 2 3 g
i
g
i
4
5 6
7 8
9
1
0 1
1
8
7
PLAN
2 13
3) Alat angkat penggerak hidrolik
Alat angkat terdiri dari silinder dan piston hidrolik yang dihubungkan dengan pintu melalui
batang yang terhubung dengan piston. Akibat tekanan minyak hidrolik yang dialirkan oleh
pompa hidrolik maka gerakan piston akan maju –mundur atau naik-turun saat pintu digerakkan
menutup dan membuka. Komponen pengatur penggerak sistim hidrolik ini merupakan unit
tersendiri yang disebut Hydraulic Power Unit. Komponen Hydraulic Power Unit terdiri dari
tangki minyak hidrolik, pompa hidrolik yang digerakkan motor lintrik, pipa dan selang hidrolik ,
macam-macam katup dan alat pengukur tekanan ( pressure gauge ). Diagaram/schema sistim
hidrolik dapat dilihat pada gambar berikut :
A = Tangki minyak hidrolik
B = Motor listrik
C = Pompa
D = Katup pelepas tekanan
E = Katup pengarah
F = Katup pengatur aliran
G = Katup cek
H = Silinder
I = Pintu
J = Pengukur tekanan
2.1.4 Alat bantu
1) Stoplog
!) Stoplog
Pandangan samping
Stoplog
Seal
Lifting Beam
Gantry
Crane
Alat angkat
Lifting hook
sling
rail roda
a
Stoplog adalah alat bantu utuk pintu digunakan untuk membendung air dihulu dari pintu (
spillway, intake) saat pintu diperbaiki . Stoplog terdiri dari beberapa bagian dalam satu set
untuk memudahkan pemasangan, penyimpanan dan pengangkatan.
Alat angkat stoplog untuk pintu radial bias any berupa gantry crane
2) Bulkhead Gate
Pintu sekat adalah satu unit pintu yang ditempatkan sementara waktu pada bangunan
intake atau oulet dalam rangka menutup/menahan air dihulu guna keperluan perawatan,,
perbaikan , pemeriksaan pintu, katup serta pipa.
Pintu Sekat umumnya konstruksi baja, namun pada keadaan tertentu dapat berupa
konstruksi beton tulang. Sistim sealnya terdapat pada keliling sisi (empat sisi ) sehingga
kerapatan bisa lebih baik.
Permasalan terkait desain
Pintu Sekat hanya dapat dipasang bilamana tidak ada aliran air. Disamping itu jika
pabrikasi atau produksi serta pemasangan seal tidak teliti dan tidak rata/flat maka
kemungkinan akan bocor. Pemilihan jenis pintu ini sangat tergantung dari penentuan alat
angkatnya. Jika dengan hanya satu pintu maka untuk mengangkatnya membutuhkan alat
angkat kapasitas besar, sehingga menjadi tidak ekonomis maka sebagai gantinya dipilih
stop-log yang lebih ekomamis.
Daerah yang bermasalah;
Pintu Sekat dapat terangkat/loncat dalam sponinganya
Sampah dan sediment masuk ke sponing secara akumulasi
Pipe pintas (baypass) buntu ( kalau dilengkapi )
OveheadTraveling Crane
Alat angkat ini dapat bergerak pada rail yang terpasang tetap pada lantai beton (deck)
bangunan tempat alat angkat. OTC ini umumnya dipasang untuk menggangkat balok
sekat, pintu sekat, katup. OTC ini ada dua tipe yaitu OTC bergerak pada satu rel (
monorail hoist ) dan yang bergearak pada rel ganda. Fungsi alat angkat ini adalah untuk
mengangkat dan kemudian memindahakan balok/pintu sekat ketempat yang ditentukan
sepanjang bentang bangunan pelimpah.. Umumnya satu rangkaian balok sekat terdiri dari
beberapa balok yang dalam penggunaannya ditumpuk menjadi satu bidang sesuai dengan
kebutuhan ( tinggi air yang ditahan ). Jika selesai digunakan maka bagian-bagian balok
sekat disimpan/digantung dalam alur pada pilar dari masing-masing celah ( bay )
bangunan pelimpah pada posisi dekat ujung atas pilar.
Untuk mengangkat , memindah dan menurunkan masing-masing balok sekat digunakan
alat bantu angkat berupa rangka gelagar pengangkat ( Lifting beam) . Gelagar pengangkat
ini mempunyai lengan pengkait yang dapat disetel untuk mengkait atau melepas balok
sekat
GAMBAR : POTONGAN MELINTANG OVERHEAD TRAVELING CRANE
b).Rel Ganda
(Double rail) a).Rel Tunggal
(Mono Rail)
1 2
3
4
5
a
b
c d
e
6
g
h
8
7 i
Keterangan
Monorail Crane Doublerail Crane
a.= Rel tunggal (Singgle/Mono rail)
b = Trolley
c = Drum kabel + kotak roda gigi
d = Motor Listrik Penggerak Trolley
e = Tombol operasi
f = Kabel baja
g = Hooke
h = Kolom ( beton atau baja )
I = Motor listrik pengerak drum
kabel
1 = Mesin angkat (hoist), mesian
jalan
2 = Rel duduk diatas gelagar baja
3 = Kabel baja
4 = Gelagar baja dudukan hoist, dapat
bergerak
5 = Bok tempat panel control dan
operator
6 = Gelagar baja dudukan rel
7 = Hooke
8 = Kolom ( beton atau baja
4) Ventilasi Udara ( Air Vent )
Ventilasi udara biasanya dipasang dibelakang (downstream) pintu pengambilan ( intake
gate ), pintu darurat ( emergency gate ) dan pintu pengatur. Struktur ventilasi dibuat dari
pipa baja atau bentuk lubang pada beton. Mulut pemsukan udara ada yang terbuka
keudara dan ada yang menggunakan katup ventilasi udara ( air vent valve ) . Katup ini
membuka apabila tekan udara didalam pipa keluaran (conduit ) vakum. Dibawah ini
diperlihatkan gambar lokasi ventilasi udara pada bangunan intake dan outlet.
Gambar : Ventilasi Udara
5) Generator Set.
Pada umumnya sumber tenaga untuk mengoperasikan Peralatan Hidromrkanik Bendungan
adalah tenaga listrik PLN atau tenaga listrik dari produksi hydropower yang ada pada
bendungan bersangkutan. Untuk bendungan yang sumber tenaganya dari PLN , perlu dilengkapi
dengan sumber tenaga cadangan yaitu Genset.
Genset terdiri dua komponen utama yaitu komponen mesin penggerak dan komponen generator
pembangkit tenaga listrik. Mesin penggerak umumnya mesin diesel berbahan bakar minyak
solar.
Gambar : Generator Set
6) Kompressor udara sistim pembersih sedimen/kotoran pada sponing pintu.
Kompressor udara digunakan untu membersihkan sponing pintu agar sponing
selalu dalam keadaan bersih dari endapan lumpur sehingga pintu tidak terganjal saaat
opers terutama saat pintu menutup. Penggunaan sistim ini umumnya pada pintu-pintu
intake bendungan yang lokasinya jauh dibawah permukaan air yang kemungkinan
sedimen bisa mengendap pada sponing pintu. Biasanya kompresor ini ditempatkan pada
ruang operasi/ruang control dan dihubungkan dengan pipa kelokasi sponing pintu bagian
dasar,ujung pipa dilengkapi nozzle.Kompresor terdiri dari dua komponen yaitu
komponen motor listrik penggerak dan komponen kompresor. Sedangkan sistim
pembersih sidimen ini terdiri dari kompresor dan perpipaan kelokasi sponing pintu.
Gambar: Kompresor Udara