MODUL 9 DESAIN PERALATAN HIDROMEKANIK · Katup Kupu-Kupu ... Kegiatan belajar pertama membahas...

MODUL 9 DESAIN PERALATAN HIDROMEKANIK

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi

MODUL DESAIN PERALATAN HIDROMEKANIK

PELATIHAN PERENCANAAN BENDUNGAN TINGKAT DASAR

MODUL 09

2017

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI


PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI i

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas selesainya

validasi dan penyempurnaan Modul Desain Peralatan Hidromekanik sebagai Materi

Substansi dalam Pelatihan Perencanaan Bendungan Tingkat Dasar. Modul ini

disusun untuk memenuhi kebutuhan kompetensi dasar Aparatur Sipil Negara (ASN)

di bidang Sumber Daya Air.

Modul Desain Peralatan Hidromekanik ini disusun dalam 6 (enam) bab yang terbagi

atas Pendahuluan, Materi Pokok dan Penutup. Penyusunan modul yang sistematis

diharapkan mampu mempermudah peserta pelatihan dalam memahami desain

peralatan hidromekanik dalam perencanaan bendungan. Penekanan orientasi

pembelajaran pada modul ini lebih menonjolkan partisipasi aktif dari para peserta.

Akhirnya, ucapan terima kasih dan penghargaan kami sampaikan kepada Tim

Penyusun dan Tim Validasi Sistem Diklat, sehingga modul ini dapat disajikan dengan

baik. Perubahan modul di masa mendatang senantiasa terbuka dan dimungkinkan

mengingat akan perkembangan situasi, kebijakan dan peraturan yang terus menerus

terjadi. Semoga Modul ini dapat memberikan manfaat bagi peningkatan kompetensi

ASN di bidang Sumber Daya Air.

Bandung, Nopember 2017

Kepala Pusat Pendidikan dan Pelatihan

Sumber Daya Air dan Konstruksi

Ir. K. M. Arsyad, M.Sc

.


ii PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ..................................................................................................... i

DAFTAR ISI .................................................................................................................. ii

DAFTAR TABEL .......................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................... vi

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL ....................................................................... vii

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................................... 1

1.2 Deskripsi Singkat................................................................................................ 2

1.3 Tujuan Pembelajaran ......................................................................................... 2

1.3.1 Hasil Belajar ............................................................................................ 2

1.3.2 Indikator Hasil Belajar ............................................................................. 2

1.4 Materi Pokok dan Sub Materi Pokok .................................................................. 2

BAB II JENIS DAN FUNGSI PINTU/ KATUP .............................................................. 5

2.1 Pintu ................................................................................................................... 5

2.1.1 Jenis-jenis Pintu dan Katup ..................................................................... 5

2.1.2 Pintu Pelimpah ........................................................................................ 6

2.1.3 Pintu/ Katup Pengeluaran Bawah ........................................................... 9

2.1.4 Pintu/ Katup Pengatur ........................................................................... 15

2.1.5 Jenis Alat Angkat ................................................................................... 19

2.1.6 Alat Bantu .............................................................................................. 22

2.2 Latihan .............................................................................................................. 28

2.3 Rangkuman ...................................................................................................... 29

2.4 Evaluasi ............................................................................................................ 29

BAB III PEMILIHAN PINTU DAN KATUP ................................................................ 31

3.1 Pemilihan Pintu Pelimpah ................................................................................ 31

3.2 Pemilihan Pintu Pengeluaran Bawah ............................................................... 32

3.2.1 Pintu Intake ............................................................................................ 32

3.2.2 Katup/ Pintu Pengaman ........................................................................ 33


PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI iii

3.2.3 Katup Pengatur ...................................................................................... 34

3.3 Pemilihan Alat Pengangkat/ Penggerak Pintu/ Katup ..................................... 35

3.3.1 Tipe Aat Pengangkat/ Penggerak .......................................................... 35

3.3.2 Pemilihan Alat Pengangkat .................................................................... 35

3.4 Latihan .............................................................................................................. 36

3.5 Rangkuman ...................................................................................................... 37

3.6 Evaluasi ............................................................................................................ 37

BAB IV BAHAN-BAHAN PINTU/ KATUP ................................................................. 39

4.1 Jenis Bahan yang Umum Digunakan ............................................................... 39

4.1.1 Bahan Utama ......................................................................................... 39

4.1.2 Jenis-Jenis Baja ..................................................................................... 39

4.1.3 Bronze (Cu) ............................................................................................ 41

4.2 Standar Material/ Bahan ................................................................................... 41

4.2.1 Bahan ..................................................................................................... 41

4.2.2 Karet Seal .............................................................................................. 42

4.3 Korosi Bahan .................................................................................................... 43

4.3.1 Proses Korosi ......................................................................................... 43

4.3.2 Faktor yang Mempengaruhi ................................................................... 44

4.3.3 Pencegahan Korosi ............................................................................... 44

4.3.4 Pencegahan Korosi Melalui Perancangan ............................................ 44

4.4 Pengecatan Pintu Air ........................................................................................ 46

4.4.1 Pembersihan Permukaan ...................................................................... 46

4.4.2 Jenis-Jenis Cat ...................................................................................... 47

4.5 Latihan .............................................................................................................. 48

4.6 Rangkuman ...................................................................................................... 48

4.7 Evaluasi ............................................................................................................ 48

BAB V DASAR PERENCANAAN .............................................................................. 51

5.1 Desain Kriteria .................................................................................................. 51

5.1.1 Tegangan yang Diizinkan Untuk Material .............................................. 51

5.1.2 Faktor-faktor Mekanis ............................................................................ 52

5.1.3 Kondisi Desain Pintu/ Katup .................................................................. 53

5.2 Dasar Perencanaan Bagian-Bagian Pintu ....................................................... 55

5.2.1 Pintu gerak vertical (roda tetap)............................................................. 55


iv PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

5.2.2 Merencanakan Alat Angkat ................................................................... 56

5.3 Perhitungan Bagian-Bagian Pintu .................................................................... 57

5.3.1 Data teknis pintu .................................................................................... 57

5.3.2 Gaya yang bekerja pada pintu .............................................................. 58

5.3.3 Perhitungan Gelagar ............................................................................. 59

5.3.4 HOIST .................................................................................................... 63

5.4 Latihan .............................................................................................................. 65

5.5 Rangkuman ...................................................................................................... 65

5.6 Evaluasi ............................................................................................................ 66

BAB VI PENUTUP ...................................................................................................... 67

6.1 Simpulan .......................................................................................................... 67

6.2 Tindak Lanjut .................................................................................................... 67

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 68

GLOSARIUM .............................................................................................................. 69

KUNCI JAWABAN ..................................................................................................... 71


PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI v

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Pemilihan Jenis Pintu Pelimpah ................................................................. 31

Tabel 3.2. Spesifikasi Pintu ......................................................................................... 34

Tabel 3.3. Tipe Katup Pengatur .................................................................................. 35

Tabel 3.4. Klasifikasi Alat Angkat Pintu Air ................................................................. 36

Tabel 4.1. Bahan Standar Dan Simbol yang Digunakan ............................................ 42

Tabel 4.2. Spesifikasi Seal Karet ................................................................................ 43

Tabel 4.3. Semua Daun Pintu dan Permukaan Gauide Frame yang Tidak Tertanam

Dipier Beton ................................................................................................ 47

Tabel 4.4. Semua Permukaan Kecuali yang Disebutkan Di Dalam Sisti A (Alat

Angkat, Guide Frame yang Terletak Di Atas Pier Beton) .......................... 47


vi PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Pintu Radial Pada Spillway ...................................................................... 6

Gambar 2.2. Pintu Engsel Bawah ................................................................................. 7

Gambar 2.3. Pintu roda tetap ....................................................................................... 9

Gambar 2.4. Pintu Beroda Tetap ................................................................................ 10

Gambar 2.5. Pintu Bonnet .......................................................................................... 11

Gambar 2.6. Katup sorong ......................................................................................... 12

Gambar 2.7. Katup Kupu-Kupu .................................................................................. 14

Gambar 2.8. Katup Bola ............................................................................................. 15

Gambar 2.9. Katup Jarum .......................................................................................... 16

Gambar 2.10. Katup Lubang Pancar (Hollow Jet Valve) ............................................ 17

Gambar 2.11. Katup Kerucut Tetap ............................................................................ 18

Gambar 2.12. Pintu Pancar ........................................................................................ 19

Gambar 2.13. Alat angkat manual .............................................................................. 20

Gambar 2.14. Alat Angkat Dengan Penggerak Motor Listrik ..................................... 21

Gambar 2.15. Foto Alat Angkat Dengan Penggerak Motor Listrik ............................. 21

Gambar 2.16. Alat Angkat Hidraulis ........................................................................... 22

Gambar 2.17. Stop Log............................................................................................... 23

Gambar 2.18. Bulkhead Gate ..................................................................................... 24

Gambar 2.19. Potongan Melintang Overhead Travelling Crane (OTC) ..................... 26

Gambar 2.20. Ventilasi Udara .................................................................................... 27

Gambar 2.21. Generator Set (Genset) ....................................................................... 27

Gambar 2.22. Kompresor Pembersih Udara .............................................................. 28

Gambar 4.1. Bentuk Konstruksi .................................................................................. 45

Gambar 5.1. Pintu Gerak Vertikal ............................................................................... 55

Gambar 5.2. Bentuk Seal ........................................................................................... 56


PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI vii

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL

Deskripsi

Modul Desain Peralatan Hidromekanik terdiri dari 4 kegiatan belajar. Kegiatan

belajar pertama membahas tentang jenis dan fungsi pintu/ katup. Kegiatan

belajar kedua membahas tentang pemilihan pintu dan katup. Kegiatan belajar

ketiga membahas tentang bahan-bahan pintu/ katup. Kegiatan belajar keempat

membahas tentang dasar perencanaan.

Peserta pelatihan mempelajari keseluruhan modul ini dengan cara yang

berurutan. Pemahaman setiap materi pada modul ini diperlukan untuk

memahami Desain Peralatan Hidromekanik dalam Perencanaan Bendungan.

Setiap kegiatan belajar dilengkapi dengan latihan atau evaluasi yang menjadi

alat ukur tingkat penguasaan peserta pelatihan setelah mempelajari materi

dalam modul ini.

Persyaratan

Dalam mempelajari modul pembelajaran ini, peserta pelatihan diharapkan dapat

menyimak dengan seksama penjelasan dari pengajar, sehingga dapat

memahami dengan baik materi yang merupakan dasar dari Perencanaan

Bendungan. Untuk menambah wawasan, peserta diharapkan dapat membaca

terlebih dahulu materi modul sebelumnya.

Metode

Dalam pelaksanaan pembelajaran ini, metode yang dipergunakan adalah

dengan kegiatan pemaparan yang dilakukan oleh Widyaiswara/ Fasilitator,

adanya kesempatan tanya jawab, diskusi, brainstorming, dan studi kasus.

Alat Bantu/ Media

Untuk menunjang tercapainya tujuan pembelajaran ini, diperlukan Alat Bantu/

Media pembelajaran tertentu, yaitu: LCD/ proyektor, Laptop, white board/ Flip

Chart dengan spidol dan penghapusnya, bahan tayang, serta modul dan/ atau

bahan ajar.


viii PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

Tujuan Kurikuler Khusus

Setelah mengikuti semua kegiatan pembelajaran dalam mata pelatihan ini,

peserta diharapkan mampu memahami prinsip-prinsip desain peralatan

hidromekanik untuk menunjang perencanaan bendungan.


PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Peralatan hidromekanik-elektrik bendungan merupakan kelengkapan dari

bangunan pelengkap. Peralatan Hidromekanik-Elektrik berupa : Pintu Air,

Katup, Saringan Sampah, Generatorset, Konduit Pipa Baja, Alat Bantu

Pemeliharaan. Peraralatan ini mempunyai fungsi yang penting yaitu

digunakan untuk mengatur tinggi muka air waduk serta untuk melepas air

kehilir bendungan. Mengingat fungsi yang begitu penting dalam suatu

bangunan bendungan maka ada persyaratan penting yang harus diperhatikan

dalam merancang/ mendesain pintu agar fungsi-fungsi tadi dapat bertahan

seumur bendungan sesuai rancangannya. Persyatan ranacangan tersebut

anatara lain , pintu harus kuat menahan beban air dihulunya, tidak bocor,

mudah dioperasikan dan dirawat serta tangguh alam operasinya.

Untuk memenuhi persyaratan tadi maka perencana (desainer) harus

memahami betul akan jenis-jenis peralatan hidromekanik-elektirk untuk

bendungan, memahami betul dalam melakukan pemilihan tipe/ jenis peralatan

yang akan digunakan di bendungan sehingga sesuai dengan kebutuhan baik

ukuran dan karakter hidrolis dari alat. Disamping itu tidak kalah penting bagi

perencana adalah kemampuan untuk melakukan menerapkan kreteria desain

ppintu/katup , mampu melakukan perhitungan secara rinci serta mampu

menentukan bahan-bahan yang akan dipakai untuk bagian-bagian peralatan ,

sehingga mendapatkan hasil yang memenuhi persyaratan d esain yang

ditentukan.

Dalam rangka meningkatkan kemampuan merancang bagi para calon

perancang instalasi peralatan hidromekanik-eletrik bendungan maka perlu

diadakan pelatihan secara bertahap dan teratur dengan modul pelatihan yang

terencana baik dan dalam waktu yang cukup memadai.


2 PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

1.2 Deskripsi Singkat

Materi pelatihan ini membahas berbagai materi terkait dengan jenis dan fungsi

pintu/ katup; pemilihan pintu dan katup; bahan-bahan pintu/katup; dasar

perencanaan.

1.3 Tujuan Pembelajaran

1.3.1 Hasil Belajar

Setelah mengikuti pelatihan ini peserta diharapkan mampu memahami prinsip-

prinsip desain peralatan hidromekanik untuk menunjang perencanaan

bendungan urugan.

1.3.2 Indikator Hasil Belajar

Setelah mengikuti pembelajaran ini peserta pelatihan diharapkan dapat:

a) Menjelaskan tentang jenis dan fungsi pintu/ katup

b) Menjelaskan tentang pemilihan pintu dan katup

c) Menjelaskan tentang bahan-bahan pintu/ katup

d) Menjelaskan tentang dasar perencanaan pintu/ katup

1.4 Materi Pokok dan Sub Materi Pokok

Materi Pokok dan Sub Materi modul ini sebagai berikut:

a) Materi Pokok 1: Jenis dan Fungsi Pintu/ Katup

1) Pintu

2) Latihan

3) Rangkuman

4) Evaluasi



b) Materi Pokok 2: Pemilihan Pintu dan Katup

1) Pemilihan Pintu Pelimpah

2) Pemilihan Pintu Pengeluaran Bawah

3) Pemilihan Alat Pengangkat/ Penggerak Pintu/ Katup

4) Latihan

5) Rangkuman

6) Evaluasi

c) Materi Pokok 3: Bahan-Bahan Pintu/ Katup

1) Jenis Bahan yang Umum Digunakan

2) Standar Material/ Bahan

3) Korosi Bahan

4) Pengecatan Pintu Air

5) Latihan

6) Rangkuman

7) Evaluasi

d) Materi Pokok 4: Dasar Perencanaan

1) Desain Kriteria

2) Dasar Perencanaan Bagian-Bagian Pintu

3) Perhitungan Bagian-Bagian Pintu

4) Latihan

5) Rangkuman

6) Evaluasi



BAB II

JENIS DAN FUNGSI PINTU/ KATUP

2.1 Pintu

2.1.1 Jenis-jenis Pintu dan Katup

a) Pintu air:

1) Pintu Sorong (Slide Gate)

2) Pintu Bonet (Boneted Gate)

3) Pintu Roda Tetap (Fixedwheel Gate)

4) Pintu Aliran Pancar (Jet Flow Gate)

5) Pintu Radial Pelimpah (Spillway Radial Gate)

6) Pintu Engsel bawah (Flape Gate/Tilting Gate)

7) Balok Sekat (Stoplog)

8) Pintu Sekat (Bulkhead)

9) Pintu Mangkok (Hemispherical Gate)

b) Katup (Valves):

1) Katup Jarum (Needle Valve)

2) Katup Lubang Pancar (Hollow Jet Valve)

3) Katup Kerucut Tetap (Fixed Cone Valve)

4) Katup Sorong (Gate Valve)

5) Katup Kupu-kupu (Butterfly Valve)

c) Sistim alat penggerak diam pada temapatnya (Fixed Hoist):

1) Sistim mekanik dengan penggerak tenaga manusia

2) Sistim mekanik dengan pengerak motor listrik ( PLN dan Genset )

3) Sistim pompa hidrolik pengerak motor listrik

d) Alat angkat bergerak :

1) Derek Beroda (Gantry Crane)

2) Alat angkat Bergerak (Traveling Hoist Unit)

Indikator Hasil Belajar: Setelah mengikuti pembelajaran materi ini, peserta diharapkan dapat menjelaskan jenis dan fungsi

pintu/ katup.



3) Derek Menara (Tower crane)

4) Derek Mengambang (Floating Crane)

e) Alat –alat lainnya

1) Pompa penguras (Sump pump)

2) Ventilasi Udara (Air Vents)

3) Generator

2.1.2 Pintu Pelimpah

a) 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 2.1. Pintu Radial Pada Spillway



Pintu radial pelimpah berfungsi sebagai:

Menahan air dalam waduk

Melepas air waduk saat banjir

Mengatur keluaran air dalam operasi normal

Permasalahan desain yang sering 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.

b) 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 2.2. 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

c) 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.

Gambar 2.3. Pintu roda tetap

2.1.3 Pintu/ Katup Pengeluaran Bawah

a) 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:

1) Pintu Roda Tetap (Fixed Wheel), dimana as roda terikat tetap pada

rangka daun pintu.

2) Pintu Stoney (Stoney Gate) dimana roda terikat pada rangka sendiri

terlepas dari daun pintu.

3) Caterpillar Gate dimana rangka pengikat roda berupa rantai terlepas

dari daun pintu.



Berikut ini penjelasan lengkapnya.

1) Pintu beroda tetap

Gambar 2.4. Pintu Beroda Tetap

2) Pintu pengaman ( pada pipa pesat )

3) Pintu bonneted



Gambar 2.5. Pintu Bonnet

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/maintenance 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 sasaran:

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)

Gambar 2.6. Katup sorong

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 bergerak naik turun (non rising screw).

b) 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/ di depan katup pengatur

(control valve) atau turbin difungsikan sebagai katup untuk membantu

perawatan dan juga untuk keadaan darurat.

1) 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.

2) Bagian yang bermasalah

Biasanya yang paling sering bermasalah adalah kebocoran terjadi

pada pertemuan permukaan anatara seal sayap dalam dengan trunion

as putar sayap.



Gambar 2.7. Katup Kupu-Kupu

c) 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).



Gambar 2.8. Katup Bola

2.1.4 Pintu/ Katup Pengatur

a) 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.



Gambar 2.9. Katup Jarum

b) 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.



Gambar 2.10. Katup Lubang Pancar (Hollow Jet Valve)

c) 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.



Gambar 2.11. Katup Kerucut Tetap

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:

Tipe batang berulir, dengan sepasang batang berulir dan roda gigi

yang digerakkan motor listrik terpasang diatas katup atau penggerak

motor hidrolik.

Tipe sepasang silinder hidrolik yang terpasang pada sisi bersebelahan

badan katup, dimana pompa hidrolik digerakkan dengan motor listrik.

Air yang 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)

Gambar 2.12. Pintu Pancar

2.1.5 Jenis Alat Angkat

a) 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.

Gambar 2.13. Alat angkat manual

b) 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

Gambar 2.14. Alat Angkat Dengan Penggerak Motor Listrik

Gambar 2.15. Foto Alat Angkat Dengan Penggerak Motor Listrik

1 2 3 g

5 6

7 8

9

111

8

7

PLAN

2 13



c) Alat angkat penggerak hidraulis

Alat angkat terdiri dari silinder dan piston hidraulis yang dihubungkan

dengan pintu melalui batang yang terhubung dengan piston. Akibat

tekanan minyak hidrolik yang dialirkan oleh pompa hidraulis maka gerakan

piston akan maju–mundur atau naik-turun saat pintu digerakkan menutup

dan membuka. Komponen pengatur penggerak sistim hidraulis ini

merupakan unit tersendiri yang disebut Hydraulic Power Unit. Komponen

Hydraulic Power Unit terdiri dari tangki minyak hidraulis, pompa hidraulis

yang digerakkan motor lintrik, pipa dan selang hidraulis, macam-macam

katup dan alat pengukur tekanan (pressure gauge).

Gambar 2.16. Alat Angkat Hidraulis

2.1.6 Alat Bantu

a) Stoplog

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 biasanya berupa gantry crane.

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



Gambar 2.17. Stop Log



b) Bulkhead Gate

Gambar 2.18. 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 )

c) Ovehead Traveling Crane (OTC)

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, memindahkan 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 2.19. Potongan Melintang Overhead Travelling Crane (OTC)

Keterangan :

Monorail Crane Doublerail Crane

a = Rel tunggal (Single/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)

d) 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 2.20. Ventilasi Udara

e) 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 2.21. Generator Set (Genset)

http://www.google.co.id/imgres?imgurl=http://w13.itrademarket.com/pdimage/91/1379991_yanmar-diesel-generator.jpg&imgrefurl=http://indonetwork.or.id/pt_karunia_powerindo/prod&usg=__pZQt5q6mt6seboDl0OKQYtIOF3Q=&h=461&w=500&sz=72&hl=id&start=2&um=1&itbs=1&tbnid=SaZsQmYfxeWHHM:&tbnh=120&tbnw=130&prev=/images?q=genset+yanmar&um=1&hl=id&sa=X&rlz=1W1GDNA_en&tbs=isch:1



f) Kompressor Udara

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 sponning 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 2.22. Kompresor Pembersih Udara

2.2 Latihan

Jawablah soal-soal berikut ini!

1. Apa fungsi katup pengaman?

2. Apa fungsi katup pengatur?

3. Sebutkan 3(tiga) jenis katup pengatur!

4. Sebutkan 3(tiga) jenis katup/pintu pengaman!



2.3 Rangkuman

Fungsi Pintu Air dan Katup adalah untuk menyetop aliran air saat tertutup dan

mengalirkan air dari hulu ke hilir saluran pembawa bendungan

Pintu Air dapat dikelompokkan berdasar: Tekanan, Fungsi dan Konstruksinya.

Pintu Air adalah terdiri dari: daun pintu, alat angkatnya, rangka pengarah

(guide frame).

2.4 Evaluasi

1. Pintu mana yang termasuk tipe pintu engsel …..

a. Pintu radial

b. Pintu vertikal beroda

c. Pintu sorong

2. Menurut tekanan pintu dikelompokkan menjadi…..

a. Kelompok vertikal

b. Kelompok engsel

c. Kelompok tekanan sedang

3. Katup tipe apa yang tidak cocok dipasang pada ujung pipa pengeluaran

masih dalam terowongan …..

a. Katup kupu-kupu

b. Katup lubang pancar

c. Katup kerucut tetap



BAB III

PEMILIHAN PINTU DAN KATUP

3.1 Pemilihan Pintu Pelimpah

Seperti telah dibahas pada halaman sebelumnya bahwa tipe pintu untuk

bangunan pelimpah adalah tipe radial, pintu vertikal beroda dan pintu engsel

bawah (tilting gate). Dalam melakukan pemilihan satu diantara ketiga tipe itu,

maka perlu mempertimbangkan beberapa faktor antara lain: faktor dimensi/

ukuran terutama tinggi daun pintu, kemudahan melakukan perawatan,

pengaruh aliran air (pada bagian bawah), konstruksi bangunan pelimpah.

Untuk itu dapat dilakukan analisa liwat matrik untuk membandingkan satu

sama liannya, seperti tabel di bawah ini.

Tabel 3.1. Pemilihan Jenis Pintu Pelimpah

Faktor

Radial Gate

Tilting Gate

Fixed Wheel Gate

Dimensi/ tinggi pintu Maks. 4 m Maks. 2 m Maks 4 m

Perawatan mudah sedang susah

Pengaruh aliran Tidak getaran Sedikit besar

Konstruksi bangunan Pier lebih panjang sedang pendek

Pabrikasi Lebih komplikated sedang mudah

Beban angkat Beban terbagi Beban terbagi Beban penuh

Alat angkat Kabel baja Draat stang berulir Kabel baja

Tipe pintu vertikal pada bangunan pelimpah membutuhkan bangunan deck

alat angkat/ hoist deck yang tingginya minimum (H + 3 meter) dari elevasi pier

spillway, sehingga tinggi pintu vertikal dibatasi maksimum 5 meter. Untuk tipe

radial tidak memerlukan hoist deck tinggi, karena alat angkat bisa diletakkan

dipermukaan pier spillway.

Indikator Hasil Belajar: Setelah mengikuti pembelajaran materi ini, peserta diharapkan mampu menjelaskan pemilihan

pintu dan katup.



Perawatan pintu radial lebih mudah karena tidak diperlukan sponing/tidak ada

bagian yang masuk sponing, sedangkan roda pada pintu vertical yang berada

dalam sponing sulit perawatannya

Pengaruh aliran pada dasar pintu radial agak lebih streamline, karena pelat

luar melengkung sehingga getaran kecil, sedangkan pada pintu vertikal ada

olakan yang dapat menimbulkan getaran saat mulai dibuka.

Pintu radial membutuhkan pier lebih panjang karena ada lengan pintu/ arm

yang bertumpu pada trunion yang tertanam/ terikat pada pier. Utnuk pintu

vertikal tidak ada lengan jadi tidak membutuhkan pier panjang.

Untuk jenis tilting gate permasalahannya adalah kerena bidang geser seal

samping sangat luas dibandingkan pintu radial dan vertikal. Disamping itu

pertemuan seal bawah dan samping sering bacor.

Dari faktor konstruksi, pintu radial lebih sulit karena ada bagian pelat luar

bentuk busur, dan lengan yang miring tehadap gelagar horisonatal maupun

tumpuan tronion.

Beban angkat pada pintu radial lebih kecil (ringan) dibanding tipe vertical,

karena sebagian beban ditumpu oleh pier, sedang untuk pintu vertikal beban

total langsung diteruskan kepada alat angkat.

3.2 Pemilihan Pintu Pengeluaran Bawah

3.2.1 Pintu Intake

Pintu intake umumnya terdiri dari tipe pintu vertikal beroda tetap dengan

sistim alat angkat menggunakan kabel baja, drum roda gigi tranmisi dengan

penggerak motor listrik atau menggunakan draat stang penggerak silinder

hidraulis. Khusus di Bendungan Wadaslintang pintu intake tipe pelat cembung/

mangkok (Hemispherical Gate) dengan sistim pengangkat kabel baja.



3.2.2 Katup/ Pintu Pengaman

Pemilihan katup pengaman tergantung dari beberapa factor antara lain factor

dimensi, head desain, karakter operasi dll.

Faktor dimensi : diameter > 1800 mm lebih ekonomis kalau dipakai bonneted

gate daripada gate valve, atau dipakai biplane butterfly.

Faktor head rendah < 30 m dapat dipakai gate valve, butterfly dan bonneted

gate.

Faktor karakteristik operasi: jika dibutuhkan penutupan cepat (emergency)

digunakan butterfly valve atau ball valve yang digerakkan dengan sistim

hidraulis. Dengan penggerak sisitim hidraulis/ silinder hidraulis penutupan

secara cepat dan pengereman secara cepat pula dapat didesain sedemikian

rupa dimana dengan membuka katup pada sistim, maka katup menutup

secara cepat karena tekanan air dair hilir. Ada juga digunakan pintu roda tetap

terbungkus (bonneted) dengan penggerak hidraulis sebagai pintu pengaman

dengan sisitim operasi cepat seperti butterfly diatas.

Disamping faktor-faktor tersebut diatas dalam praktiknya saat kita

merencanakan instalasi, maka ada faktor-faktor lain yang dapat

dipertimbangkan seperti : data teknik/ spesifikasi valve, keberadaan/

availability yang menyangkaut pengadaan, kemudahan perwatan, adanya

perwakilan pabrikan yang sewaktu-waktu ada kerusakan dapat dihubungi

guna pemeriksaan dan perbaikannya, dan lain sebagainya.



Tabel 3.2. Spesifikasi Pintu

3.2.3 Katup Pengatur

Sebagai mana telah dikemukakan dalam BAB II bahwa jenis katup pengatur

ada beberapa tipe yaitu Katup Jarum, katup Lubang Pancar, Katup Kerucut

Tetap. Katup-katup tadi yang umum digunakan di beberapa bendungan di

Indonesia. Tipe lain katup pengatur (sesuai teksbook) adalah Katup Tabung

(tube valve) dan Katup Slongsong (sleeve valve).

Instalasi katup pengatur sebaiknya dipasang di ujung akhir pipa pesat/conduit

diluar terowongan. Hal ini untuk menghindari kerusakan diding terowongan

akibat benturan pancaran air yang keluar dari katup, disamping untuk

memudahkan melakukan pemeliharaan/ perawatan.

Pemilihan tipe katup pengatur juga harus mempertimbangkan faktor-faktor

maximum head, koefisien keluaran (discharge coefefisien), energy pancaran

air, ketersediaan, kemudahan perawatan. Berdasarkan tinjauan factor-faktor

tersebu dapat dianalisa dan ditentukan pilihan sesuai dengan kebutuhan pada

perencanaan bendungan bersangkutan. Sebagai referensi dapat dilihat

perbandingan dari beberapa tipe katup pengatur seperti tabel berikut ini.



Tabel 3.3. Tipe Katup Pengatur

3.3 Pemilihan Alat Pengangkat/ Penggerak Pintu/ Katup

3.3.1 Tipe Aat Pengangkat/ Penggerak

Beberapa hal yang harus dipertimbangkan untuk jenis pintu ini, adalah :

a) Tipe lilitan kabel baja penggerak motor listrik; tipe alat angkat ini paling

banyak digunakan khususnya untuk pintu dengan ukuran sedang dan

besar (diatas 2,5 x 2,5 meter).

b) Batang berulir (Screw spindle ). Penggerak motor listrik dan manual. Tipe

ini cocok untuk pintu-pintu kecil dan katup sorong. Sebaiknya tipe ini tidak

dipakai untuk pintu pintu dengan ketinggian angkat yang cukup tinggi

karena agak sulit strukturnya.

c) Tipe silinder hidraulis; tipe ini banyak digunakan untuk pintu/katup

tekanan tinggi dan ditempat yang lokasinya sempit.

3.3.2 Pemilihan Alat Pengangkat

Dalam memilih tipe alat angkat utnu pintu/ katup, perlu mempertimbangkan

secara teliti mengenai ukuran, kegunaan dan frequensi pemakaian dan lokasi

penggunaannya. Disamping itu pertimbangan kemudahan pemeluharaan

menjadi penting juga disamping yang lainnya misalnya penggunaan dilokasi

yang remote dan fisilitas sumber tenaga listrik PLN tidak/ belum ada.



Sebagai referensi dibawah ini disajikan tabel tipe serta penggunaan yang

cocok dari alat pengangkat pintu.

Tabel 3.4. Klasifikasi Alat Angkat Pintu Air

Gate Type Purpose

Type of hoisting devise

Electric Hydraulic

Wire rope

winding type

Screw spindle

type

Rack gear type

Cylinder type

cylinder wire type

Cylinder wire type

Hydraulic motor

wirerope type

Fixed wheel Gate

Dam О О X Δ Δ О

Wier О Δ Δ Δ Δ О

Sluceway

Large size gate

О

X

X

Δ

Δ

О

Medium size gate

О

Δ

Δ

Δ

Δ

О

Small size gate

О X X Δ Δ Δ

Hig pressure roller gate

Dam main gte Δ Δ X О X

Dam guard gate О X X Δ Δ

Intake О Δ X Δ X Δ

Radial gate

Dam О X X Δ Δ

High Pressure radia gate

Dam Δ Δ X О X X

Slide gate Sluiceway

Medium size

Δ О О Δ Δ Δ

Small size

X

О

О

Δ

X

X

High pressure slide gate

Bottom outlet X О X О X X

Note: О = Operating system suitable for use

Δ = Operating system suitable for use in some cases

X = Operating system not suitable for use

3.4 Latihan

Jawablah soal-soal berikut dengan benar!

1. Jelaskan pengaruh aliran pada dasar pintu radial agak lebih streamline!

2. Jelaskan alasan pintu radial membutuhkan pier lebih panjang!

3. Jelaskan faktor karakteristik operasi katup/ pintu pengaman!



3.5 Rangkuman

Tipe pintu atau katup yang dipilih untuk ditempatkan pada bangunan

pelengkap mempertimbangkan: Fungsinya, strukturnya, head yang bekerja

padanya, pengaruh hidrolika dan struktur bangunan pelengkap dimana pintu/

katup akan dipasang

Dalam memilih tipe alat angkat untuk pintu/ katup, perlu mempertimbangkan

secara teliti mengenai ukuran, kegunaan dan frequensi pemakaian dan lokasi

penggunaannya.

Dalam melakukan pemilihan tipe pintu pelimpah, perlu mempertimbangkan

beberapa faktor antara lain: faktor dimensi/ ukuran terutama tinggi daun pintu,

kemudahan melakukan perawatan, pengaruh aliran air (pada bagian bawah),

konstruksi bangunan pelimpah.

3.6 Evaluasi

Jawablah pertanyaan berikut ini, dengan melingkari jawaban yang Anda

anggap tepat !

1. Tipe pintu yang yang tidak umum digunakan di bangunan spillway.....

a. Pintu Radial

b. Pintu Vetikal Beroda

c. Pintu Sorong Bonet

2. Katup yang tidak bisa digunakan untuk Katup Pengatur pada head

tinggi.....

a. Katup Bola

b. Katu Lubang Pancar

c. Katup Jarum

3. Tipe alat angkat apa yang dipilih untuk tipe pintu spillway ukuran span x

tinggi = (8 x 15)m.....

a. Kabel baja drum

b. Drat stang

c. Sistem Hidrolik



BAB IV

BAHAN-BAHAN PINTU/ KATUP

4.1 Jenis Bahan yang Umum Digunakan

4.1.1 Bahan Utama

Bahan-bahan utama yang digunakan untuk konstruksi Pintu Air adalah logam:

baja, Bronze, dan non logam: karet, teflon.

Baja sangat luas digunakan karena ketersediaannya banyak dan mudah

dibentuk, dipotong ,dirakit dengan pengelasan maupun dengan baut. sesuai

dengan desain.

Kelemahan baja adalah mudah korosi jika berhubungan langsung dengan

bahan-bahan yang mudah berreaksi dengan logam berbahan dasar besi (Fe).

Untuk mencegah terjadinya proses korosi pada baja maka permukaan baja

harus dilapisi sehingga bahan penyebab korosi tidak bisa berhubungan lang

sung dengan permukaan baja.

4.1.2 Jenis-Jenis Baja

a) Besi; adalah logam yang berasal dari bijih besi (tambang) yang banyak

digunakan untuk kehidupan manusia sehari-hari dari yang bermanfaat

sampai dengan yang merusakkan. Dalam tabel periodik, besi mempunyai

simbol Fe dan nomor atom 26. Besi juga mempunyai nilai ekonomis yang

tinggi.

Besi adalah logam yang paling banyak dan paling beragam

penggunaannya. Hal itu karena beberapa hal, diantaranya:

- Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar,

- Pengolahannya relatif mudah dan murah, dan

- Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah

dimodifikasi.

Indikator Hasil Belajar: Setelah mengikuti pembelajaran materi ini, peserta diharapkan mampu menjelaskan bahan-bahan

pintu/ katup.

http://id.wikipedia.org/wiki/Logam

http://id.wikipedia.org/wiki/Tabel_periodik

http://id.wikipedia.org/wiki/Nomor_atom



Salah satu kelemahan besi adalah mudah mengalami korosi. Korosi

menimbulkan banyak kerugian karena mengurangi umur pakai berbagai

barang atau bangunan yang menggunakan besi atau baja. Sebenarnya

korosi dapat dicegah dengan mengubah besi menjadi baja tahan karat

(stainless steel), akan tetapi proses ini terlalu mahal untuk kebanyakan

penggunaan besi.

b) Baja; adalah logam paduan dengan besi sebagai unsur dasar dan karbon

sebagai unsur paduan utamanya. Kandungan karbon dalam baja berkisar

antara 0.2% hingga 2.1% berat mencegah dislokasi bergeser pada kisi

kristal (crystal lattice) atom besi. Unsur paduan lain yang biasa

ditambahkan selain karbon adalah mangan (manganese), krom

(chromium), vanadium, dan tungsten, dengan memvariasikan sesuai

grade-nya. Fungsi karbon dalam baja adalah sebagai unsur pengeras

dengan kandungan karbon dan unsur paduan lainnya, berbagai jenis

kualitas baja bisa didapatkan. Penambahan kandungan karbon pada baja

dapat meningkatkan kekerasan (hardness) dan kekuatan tariknya (tensile

strength), namun di sisi lain membuatnya menjadi getas (brittle) serta

menurunkan keuletannya.

c) Baja karbon

Baja karbon rendah :

Kandungan karbonnya < 0,25%C :

Tidak responsif terhadap perlakuan panas yang bertujuan membentuk

martensit

Metode penguatannya dengan “cold working” ìstruktur mikronya terdiri

ferit dan perlit

Relatif lunak dan lemah ìulet dan tangguh

Mampu mesin dan mampu lasnya baik

Murah

Aplikasi : bodi mobil,bentuk struktur (profil i, l, c, h), pipa saluran

http://id.wikipedia.org/wiki/Korosi

http://id.wikipedia.org/wiki/Stainless_steel


http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Paduan&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Besi

http://id.wikipedia.org/wiki/Karbon

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Dislokasi&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Crystal_lattice&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Manganese

http://id.wikipedia.org/wiki/Chromium

http://id.wikipedia.org/wiki/Vanadium

http://id.wikipedia.org/wiki/Tungsten

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hardness&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tensile_strength&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Tensile_strength&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Brittle&action=edit&redlink=1



d) Baja karbon medium

Kandungan karbonnya: 0,25 – 0,6%C :

Dapat dinaikkan sifat mekaniknya melalui perlakuan panas

austenitizing, quenching, dan tempering

Banyak dipakai dalam kondisi hasil tempering sehingga struktur

mikronya martensit

Lebih kuat dari baja karbon rendah

Aplikasi: poros, roda gigi, crankshaft

e) Baja karbon tinggi

Kandungan karbonnya: 0,6 < % C ≤ 1,7 :

Dapat dinaikkan sifat mekaniknya melalui perlakuan panas

austenitizing, quenching, dan tempering

Banyak dipakai dalam kondisi hasil tempering sehingga struktur

mikronya martensit

Paling keras, paling kuat, paling getas di antara baja karbon lainnya

Tahan aus

Aplikasi: pegas, pisau cukur, kawat kekuatan tinggi, rel kereta api,

perkakas potong, dies

f) Baja anti karat (stainless steel); adalah baja campuran yang memiliki

kandungan Chrome ( Cr ) 11% sampai 18 %. Baja ini mempunyai sifat

tahan terhadap karat.

4.1.3 Bronze (Cu)

Bronze adalah metal campuran dengan bahan dasar Copper (Cu). Bahan

campuran terdiri dari phospor, mangan.aluminium dan silica.

4.2 Standar Material/ Bahan

4.2.1 Bahan

Standar material yang umum digunakan dalam mendesain pintu/katup masih

banyak menggunakan standar asing (JIS, DIN, ASTM) khusus bahan pintu air/

katup. Hal ini karena di Indonesia belum ada standar bahan khusus pintu



seperti yang dikeluarkan oleh Jepang. Namun untuk bahan yang sifatnya

konstruksi umum digunakan standar SNI. Sebagai referensi dapat dilihat

dalam tabel berikut ini yang berisi nama bahan, standar dan simbul untuk

bahan pintu/ katup.

Tabel 4.1. Bahan Standar Dan Simbol yang Digunakan

Nama Standar Simbul Penggunaan

Baja giling untu (Rolled steel for general

structure)

JIS G 3101

SS 41,

Daun pintu, balok penyangga, ramgka dudukan alat angkat,

angker pengikat.

Baja giling untuk etruktur yang dilas (Rolled steel for

welded structure) JIS G3i06

SM 41 A ( B, C ) SM 50 A ( B )

Daun pintu, balok penyangga, ramgka dudukan alat angkat,

angker pengikat.

Baja karbon untu struktur mesin (Carbon steel for

machine structure) JIS G4051 S 25 C, S 45 C,

Roda gigi, as roda gigi, as transmisi.

Baja as/ bulat anti karat (Stainless steel bar)

JIS G4303 SUS 304, SUS 403,

SUS 410 As roda, as sheave,

As piston hidrolik

Baja pelat anti karat (Hot rolled stainless steel sheets

and plates) JIS G3404

SUS 304, SUS 403, SUS 410

Landasan seal, landasan roda, landasan luncur

pintu.

Besi cor abu-abu (Grey Cast iron)

JIS G3501 FC 20, FC 25 Bagian/ komponen alat

angkat, sheave

Baja Karbon Cor (Carbon steel casting )

JIS G 5101 SC 42, SC 46 Roda,hoist, silinder

hidrolik,sheave, drum

Bronze Cor (Bronze casting)

JIS H5111 BC 2, BC 3, BC 6 Pelat luncur, pelat perapat, bushing

Bronze Pospor Cor (Phosphorus Bronze

Casting) JIS H5113 PBC2, PBC2B, PBC3B

Bushing, roda gigi cacing (worm gear)

Sling baja (Wire rope) JIS G3525 6 x 37 Kabel angkat

Ductile cast Iron Rumah/ body katup,

wedge katup

4.2.2 Karet Seal

Seal karet adalah bahan perapat yang paling luas pemakaiannya dalam

pekerjaan pintu air. Seal karet dibuat dari bahan campuran (70-80%) karet

alam dan sisanya dari bahan sintetis. Seal karet untuk pintu air mempunyai

spesifikasi sebagai berikut.



Tabel 4.2. Spesifikasi Seal Karet

SIFAT NILAI

Tegangan tarik 210 kg/cm2

Ultimit Elongation 450 % minimum

Durometer hardness ( shore tipe A ) 60 to 70

Specifik gravity 1.1 – 1.3

Water absorbtion (700

C for 48 hours) 5 % max by weight

Compression Set 30 % max

Tensile stregth after bomb aging for 48

Hours at 700

C 80 % min of tensile strength before aging

Natural rubber as basic material 70 % of total weigth

4.3 Korosi Bahan

4.3.1 Proses Korosi

Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks antara

suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan

senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki. Dalam bahasa sehari-hari, korosi

disebut perkaratan. Contoh korosi yang paling lazim adalah perkaratan besi.

Pada peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen (udara)

mengalami reduksi. Karat logam umumnya adalah berupa oksida atau

karbonat. Rumus kimia karat besi adalah Fe2O3.nH2O, suatu zat padat yang

berwarna coklat-merah.

Korosi merupakan proses elektrokimia. Pada korosi besi, bagian tertentu dari

besi itu berlaku sebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi.

Fe(s) <--> Fe2+(aq) + 2e

Elektron yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain dari besi itu yang

bertindak sebagai katode, di mana oksigen tereduksi.

O2(g) + 4H+(aq) + 4e <--> 2H2O(l)


http://id.wikipedia.org/wiki/Redoks



http://id.wikipedia.org/wiki/Elektrokimia

http://id.wikipedia.org/wiki/Anode

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Katode&action=edit&redlink=1



atau

O2(g) + 2H2O(l) + 4e <--> 4OH-(aq)

Ion besi(II) yang terbentuk pada anode selanjutnya teroksidasi membentuk ion

besi(III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi, yaitu karat

besi. Mengenai bagian mana dari besi itu yang bertindak sebagai anode dan

bagian mana yang bertindak sebagai katode, bergantung pada berbagai

faktor, misalnya zat pengotor, atau perbedaan rapatan logam itu.

Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena

logam bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan.

4.3.2 Faktor yang Mempengaruhi

Faktor-faktor yang mempengaruhi korosi, adalah :

Kelembaban udara

Elektrolit

Zat terlarut pembentuk asam (CO2, SO2)

Adanya O2

Lapisan pada permukaan logam

Letak logam dalam deret potensial reduksi

4.3.3 Pencegahan Korosi

Pengecatan

Dilapisi logam yang lebih mulia

Dilapisi logam yang lebih mudah teroksidasi

Menanam batang-batang logam yang lebih aktif dekat logam besi/ baja

Dicampur dengan logam lain

4.3.4 Pencegahan Korosi Melalui Perancangan

Pada kebanyakan struktur engineering, titik yang paling lemah adalah

kurangnya perhatian pada pengendalian korosi selam tahapan perancangan.

Prinsip perancangan yang baik untuk meminimumkan masalah korosi telah

ada sejak lama. Dalam merancang peralatan konstruksi besi/ baja dalam hal

http://id.wikipedia.org/wiki/Kimia

http://id.wikipedia.org/wiki/Elektrokimia



ini pintu/ katup, harus mempertimbangkan kodisi lingkungan dan air yang

dapat mempengaruhi/ bisa mengakibatkan terjadinya dan atau mempercepat

proses korosi pada bahan. Dalam perancangan pintu air yang perlu

diperhatikan dalam mempertahankan umur konstruksi adalah :

a) Hindarkan semua sel korosi dwilogam yang tidak perlu. Konstruksi yang

menggandengkan dua logam yang berbeda dimana disekitarnya ada sel-

sel aerrasi maka karena karakteristik dua logam tadi dengan adanya

kantong aerasi maka proses korosi akan terjadi. Dua logam yang satu

menjadi anode dan yang lain menjadi katode sedangkan dalam kantong

aerasi adaa air/ udara sebagai elektrolit masuk ke bagian sambungan dua

logam maka akan terjadi proses korosi.

b) Hindarkan sel-sel aerasi. Diatas telah dijelaskan bahwa adanya sel/

kantong aerasi dapat menampung air atau udara yang dapat

mempercepat proses korosi. Oleh sebab itu, segala upaya harus

dilakukan guna mencegah menggenangnya embun atau air dipermukaan

yan cukup lama. Semua bagian yang dapat memerangkap embun atau air

perlu disumbat, dilenglapi lubang-lubang pengering, atau diberi aliran

udara yang lancar unruk menguapkan air. Permukaan yang mengalami

kontak langsung dengan air harus dilindungi dengan cat atau sistim

proteksi katodik.

Contoh beberapa bentuk konstruksi yang baik dan tidak baik :

Gambar 4.1. Bentuk Konstruksi



c) Gunakan material anatikarat untuk konponen-komponen yang bergesek

(as roda, landasan roda atau seal karet, as sheave, seat & face katup)

dan bronze untuk bushing, seat & face katup, sepatu luncur pintu.

d) Lapisi permukaan dengan cat.

4.4 Pengecatan Pintu Air

Seperti telah disinggung dalam pembahasan sebelumnya bahwa pengecatan

adalah salah satu cara/ tindakan dalam melindungi konstuksi baja dari proses

karat. Kualitas perlindungan yang berhasil baik sangat tergantung dari jenis

cat/ spesifikasi, proses pembersihan permukaan benda yang akan dicat,

pelaksanaan pengecatan. Termasuk kondisi ruang/ temperature saat

pengecatan.

4.4.1 Pembersihan Permukaan

a) Pembersihan dengan menyemprot dengan pasir atau butirn besi.

Permukaan yang akan dicat terlebih dahulu dibersihkan agar lapisan

dapat menempel secara kuat pada permukaan besi/ baja. Bahan yang

disemprotkan bisa dipakai pasir kwarsa yang kering dan bersih dari

kandungan air alut/ garam. Penggunaan pasir sebagai bahan pembersih

hanya dapat dipakai sekali semprot karena pasir yang disemprotkan telah

menjadi halus sehingga penggunaan berikutnya akan tidak tajam lagi dan

hasil semprotan tidak memenuhi syarat.

b) Bahan yang lebih baik adalah butiran besi (steel grit) yang dapat dipakai

berulang , beberapa kali semprot. Pengunaan butiran besi secara beulang

harus tetap dalam keadaan bersih dari debu dan kering. Permukaan yang

bersih setelah disemptrot kekasarannya min 70%, atau mencapai warna

kelabu.

c) Pembersihan dengan alat pembersihan permukaan terutama pada

komponen yang kecil atau komponen karena suatu tidak bisa dibersihkan

dengan cara semprot, dapat digunakan peralatan seperti sikat kawat baja,

atau mesin pembersih. Pembersihan kampuh las sangat penting agar

bagian-bagian kampuh las dapat dicat dengan baik. Kampuh las

merupakan bagian yang sangat kritis terjadinya korosi.



d) Pembersihan dengan larutan, setelah dilakukan penyemprotan maka

pembersihan dilanjutkan dengan menggunakan bahan peltur cair untuk

membersihkan dari debu atau kotoran-kotoran lain yang menempel.

4.4.2 Jenis-Jenis Cat

Untuk pengecatan pintu air yang kontak langsung dengan air permukaan di

darat maka jenis cat yang umum digunakan dan yang sesuai dengan lapisan

cat yang ditentukan adalah sebagai tabel berikut:

Tabel 4.3. Semua Daun Pintu dan Permukaan Gauide Frame yang Tidak Tertanam Dipier Beton

Process Place Paint Name Color Coating Method

D.F.T (microns)

Coating Interval

Thiner (name & ratio)

Primer Shop

Zinc-rich epoxcy Primer

(Organic)

Grey Airless Spray 20 Min16 hours

SD Zinc Pimer ZE Thiner

1st Coat Shop Coaltar

epoxcy resin Black & Brown

Airless Spray 150 Min.6 hours

Eposeal Thinner

2nd Coat Shop Coaltar



Eposeal Thinner

3rd Coat Shop Coaltar



Eposeal Thinner

Tabel 4.4. Semua Permukaan Kecuali yang Disebutkan Di Dalam Sisti A (Alat Angkat, Guide Frame yang Terletak Di Atas Pier Beton)

Process Place Paint Name Color Coating

Method

D.F.T

(microns)

Coating

Interval

Thiner

(name & ratio)

Primer Shop

Zinc-rich

epoxcy

Primer

(Organic)

Grey Airless

Spray 20

Min16

hours

ZE Thiner

1st Coat

(under coat) Shop

Chlorinated

rubber paint Blue

Airless

Spray 35

Min.16

hours

Rabamarine

Thiner

2nd

Coat

(under coat) Shop

Chlorinated

rubber paint Blue

Airless

Spray 35

Min.16

hours

Rabamarine

Thiner

3rd

Coat

(intermidiate

coat)

Shop Chlorinated

rubber paint Blue

Airless

Spray 35

Min.16

hours

Rabamarine

Thiner

4th Coat

(finish coat) Shop

Chlorinated

rubber paint Blue

Airless

Spray 35

Min.16

hours

Rabamarine

Thiner



4.5 Latihan

1. Sebutkan bahan utama yang digunakan untuk konstruksi pintu air!

2. Jelaskan alasan besi yang paling banyak dan paling beragam

kegunaannya!

3. Jelaskan secara lengkap kenapa pintu air membutuhkan perlindungan

(permukaaan) dengan pengecatan. Sebutkan pula susunan lapisan cat

yang disyaratkan untuk bagian pintu yang selalu terendam air.

4.6 Rangkuman

Bahan-bahan utama yang digunakan untuk konstruksi Pintu Air adalah

logam: baja, Bronze, dan non logam: karet, teflon. Jenis baja: Baja karbon,

baja campuran (kelemahan baja adalah mudah korosi jika berhubungan

langsung dengan bahan-bahan yang mudah berreaksi secara kimiawi dengan

logam berbahan dasar besi (Fe)).

Untuk mencegah terjadinya proses korosi pada baja maka permukaan baja

harus dilapisi sehingga bahan penyebab korosi tidak bisa berhubungan

langsung dengan permukaan baja.

Pelapisan yang umum diterapkan untuk pitu air adalah dengan

pengecatan.yang harus didahului dengan pembersihan permukaan sebelum

dicat.

Untuk mencapai kualitas hasil pengecatan yang maksimal sangat ditentukan

oleh bahan/ spesifikasi cat yang cocok dengan lingkungan, proses

pembesiahan seuai spesifikasi teknik dan proses pengecatan sesuai dengan

petunjuk pabrik cat yang digunakan.

4.7 Evaluasi

1. Mengapa bahan-bahan pintu air dibuat dari baja.....

a. Karena baja kuat

b. Karena baja bisa dilas

c. Karena baja kesediaannya dipasar cukup banyak



2. Yang termasuk bahan no logam.....

a. Besi

b. Bronze

c. Karet

3. Mengapa permukaan bahan baja untuk pintu harus dibersihkan

permukaannya sebelum dicat....

a. Agar cat mengkilat

b. Agar permukaan cat setelah kering menjadi rata

c. Agar cat melekat dengan kuat pada permukaan baja



BAB V

DASAR PERENCANAAN

5.1 Desain Kriteria

5.1.1 Tegangan yang Diizinkan Untuk Material

a) Baja Struktur

Mateial baja struktur steel SS41 & SM 41B

t ≤ 40 mm SM 50 B

t < 40 mm

Axial tensile stress 1200 kg/cm2

1600 kg/cm2

Axial Compress Stress 1200 kg/ cm2

1600 kg/cm2

Bending stress -girder tensile -gireder comp.

1200 kg/ cm2

1200 kg/ cm2

1600 kg/cm2

1600 kg/cm2

Shearing 700 kg/ cm2

900 kg/cm2

Note: t ≥ 40 mm T ≥ 40 mm

0.92 stress t ≤ 40 mm 0.94 .92 stress t ≤ 40 mm

b) Baja Cor

STRESS STEEL CASTING

SC 46 STEEL FORGING

SF 45

1.Axial Tensile stress 1350 kg/cm2

1350 kg/cm2

2.Axial compressive stress 1350 kg/cm2

1350 kg/cm2

3.Bending stress 1350 kg/cm2

1350 kg/cm2

4.Shearing stress 800 kg/cm2

800 kg/cm2

5.Bearing stress 1900 kg/cm2

1900 kg/cm2

Indikator Hasil Belajar: Setelah mengikuti pembelajaran materi ini, peserta diharapkan mampu menjelaskan dasar

perencanaan pintu/ katup.



5.1.2 Faktor-faktor Mekanis

a) Koefisien gesek

Baja dengan baja karbon, tanpa pelumas 0.5 0.1

Baja dengan baja karbon, berpelumas 0.18 0.08

Baja dengan baja anti karat Tidak bisa diterima

Bronze dengan baja anti karat tanpa pelumasan 0.4 0.1

Bronze dengan baja anti karat berpelumasan 0.2 0.07

Bantalan tanpa pelumasan dengan baja anti karat 0.2 0.06

Banatalan rol ( roller baering) 0.010 0.00

Karet dengan baja 1.0 0.3

Karet dengan baja anti karat 0.8 0.15

Bronze dengan bronze atau besi cor 0.4 0.10

b) Faktor Keamanan

Type

Faktor keamanan

Tension Compression Shearing

Baja struktur 5 5 8.7

Baja tempa 5 5 8.7

Baja karbon struktur mesin

5 5 8.7

Baja anti karat 5 5 8.7

Baja cor 5 5 8.7

Besi cor 10 3.4 10

Bronze 8 8 10

Wirerope 8 ( for static operating load )



c) Korosi yang diizinkan

Peralatan/ Konstruksi baja Korosi yang diizinkan

Pelat untuk draft tube, stoplog 1.0 mm

Semua bagian trash rake yang tengelam 2.0 mm

Semua jenis pintu 2.0 mm

Shell plate penstock 1.5 mm

Katup ; daun dan body 2.0 mm

d) Efisiensi

Komponen

Efisiensi mekanis

Sheave having plain bearing 0.95

Sheave having roller bearing 0.98

Roda gigi lurus (Spur gear : gear and pinion) , terbuka 0.95

Roda gigi lurus (Spur gear : gear and pinion), tertutup 0.97

Roda gigi cacing (worm gear ) self locking type 0.5

Roda gigi cacing (worm gear ) anti self locking type 0.75

Draat stang (Spindle ) 0.2 sampai 0.4

5.1.3 Kondisi Desain Pintu/ Katup

Pintu/ katup harus didesain sesuai dengan kondisi berikut ini:

a) Aman menahan beban yang telah diperhitungkan

b) Kerapatan/ kedap air yang cukup

c) Mudah dan andal dalam operasinya

d) Mempunyai ketahanan yang tinggi

e) Tidak terjadi getaran atau sentakan saat dioperasikan

f) Mudah perawatannya.



Untuk memenuhi kondisi diatas maka dalam mendesain pintu diusahakan:

a) Supaya sedikit mungkin terjadi tegangan tambahan akibat adanya struktur

yang eksentrik pada tiap rangka, panel harus kaku, dan tidak terjadi

perubahan yang yajam pada persilangan struktur.

b) Untuk mendapatkan kedap air yang baik, maka karet seal yang digunakan

sebagai perapat harus cukup elastis, tahan terendam air (tidak cepat

keras).

c) Pada saat pintu dioperasikan maka gaya-gaya yang bekerja adalah gaya

gesek roda dan seal, gaya tarik kebawah (down pull force), berat pintu.

Untuk itu dalam mendesain perhatikan desian sistim alat angkat terutama

kemampuan angkatnya dan penggeraknya harus cukup kuat mengangkat

beban yang telah diperhitungkan.

d) Untuk mencapai ketehanan yang tinggi dalam mendesain pintu harus

diprhatikan kondisi air/ kualitas air yang ada guna mengantisipasi

kemungkinan terjadinya korosi pada pintu.

e) Korosi dapat dikendalikan melalui perencanaan dengan menghindari

bentuk-bentuk konstruksi (sambungan las, sambungan baut, bimetal dsb.)

yang memudah terjadinya korosi.

f) Getaran terjadi umumnya karena aliran air yang mengalir dibawah pintu

bergolak akibat adanya struktur/ bentuk dasar daun pintu tidak

streamline, atau sistim ventilasi udara (dibelakang pintu/ katup) kapasitas

tidak mencukupi. Untuk itu dalam mendesain pintu/ katup agar

memperhatikan bentuk dasar pintu agar tidak terjadi olakan atau benturan

air kedaun pintu, untuk sistim ventilasi supaya didesain agar kapasitas

cukup.

g) Pemerliharaan/ perawatan pintu dilakukan untuk pelumasan bagian-

bagiaan yang berputar/ gesek (bushing roda, bushing trunion , daraat

stang beulir dan kabel baja), pemeriksaan pintu, serta pengecatan bagia-

bagian yang karat. Untuk memudahkan pelaksanaan pemeliharaan maka

dalam mendesain pintu/ bagian-bagiannya harus mempertimbangkan agar

mudah dilumasi, atau melengkapi dengan sarana-sarana (tangga, handrail

pengaman) pada daun pintu atau pada bangunan sipilnya.



5.2 Dasar Perencanaan Bagian-Bagian Pintu

5.2.1 Pintu gerak vertical (roda tetap)

Hal-hal yang perlu dipertimbangkan, adalah :

a) Gelagar/ balok penumpu; semua gelagar sebaiknya mempunyai bentuk

sama dan tiap gelagar menerima beban tekanan air yang sama. Dengan

demikian jarak antar gelagar direncana sedemikian sehingga

kelengkungan yang terjadi pada tiap gelagar sama. Jumlah gelagar

ditentukan sedemikian sehingga tidak menyulitkan konstruksinya,

perletakan roda utama, maupun dalam menghitung tebal pelat jurainya

(skin plate).

b) Roda utama; ukuran, jumlah, dan perletakan roda utama didesain

sedemikian sehingga dapat aman meneruskan beban tekanan air dan

berat sendiri ke rangka pengarah (guide frame). Pada saat ada beban/

tekanan air roda utama harus dapat berputar dengan mulus. Untuk pintu

yang bentangnya >2 meter dengan head desain >2 meter permukaan

kontak roda utama harus dibuat melengkung dengan jari-jari R= 15 x R.

(R= jari-jari luar roda). Sedang untuk pintu dibawa bentang dan head

tersebut permukaan kontak roda dapat dibuat lurus.

Gambar 5.1. Pintu Gerak Vertikal

c) Roda pengarah (samping); roda pengarah dibutuhkan untuk

memperlancar operasinya pintu diman roda pengarah menahan gerakan

daun pintu ke samping. Roda pengarah didesain harus kuat menahan

beban akibat goyangan daun pintu kesamaping. Desain roda pengarah



dapat menggunakan per sepiral guna menekan roda, sehingga roda selalu

menempel ke rangka pengarah untuk dapat mengurangi goyangan pintu.

d) Rangka pengarah (Guide frame); struktur rangka pengarah harus

didesain cukup kuat menahan beban tekanan air yang diteruskan oleh

roda utama dan roda pengarah. Oleh karena pemeliharaan rangka

pengarah cukup sulit (karena lokasi dan kondisi air), maka pemilihan

material untuk rail roda harus mempunyai kekerasan yang lebih tinggi dari

roda utama. Untuk mengatisipasi kerusakan karena korosi maka raial roda

maupu landasan untuk seal dipakai material baja antikorosi.

e) Bagian seal; bahan seal dapat dibuat dari metal (bronze, stainless steel)

dan karet. Pemilihan seal dari karet lebih menguntungkan karena mudah

penggantiannya, gesekan tidak begitu besar saat operasi, kerapatan

terhadap permukaan lebih baik, katahanan cukup. Bentuk seal karet

umumnya : datar (flat), note balok, caisson.

Gambar 5.2. Bentuk Seal

5.2.2 Merencanakan Alat Angkat

a) Beban angkat

Dalam mendesain alat angkat maka perlu terlebih dahulu menentukan

komponen beban apa saja yang diperhitungkan dan ini tergantung kondisi

bangunan setempat. Secara umum beban – beban yang ada :

1) Berat pintu sendiri,

2) Gaya gesek daun pintu dengan sedimen,

3) Gaya gesek roda pada rel,

4) Gaya apung,

5) Gaya gelincir roda pada rel ,



6) Gaya uplift dan downpull (overflow),

7) Gaya gesek karet seal pada landasan,

8) Gaya uplift dan downpull (underflow).]

b) Kecepatan operasi

Kecepatan angkat pintu air umumnya berkisar antara 0,3 – 0,5 m/menit

teragantung dari pengaruh di hulu dan dihilir akibat pengeluaran air. Untuk

katup dengan tekanan tinggi umumnya berkisar 0,05 sampai 0,1 m/menit.

Sedang untuk penutupan emergency berkisar 1.0 sampai 5.0 m/menit.

c) Kabel baja dan drum

Ukuran/ diameter dan tipe pilinan kabel baja harus mampu menahan

beban angkat dengan factor keamanan 8 dan dengan mempertimbangkan

frekuensi penggunaan dan lingkungan yang dapat mempengaruhi kondisi

kabel.

Diameter drum umumnya didesain 19 kali dimeter kabel baja sedangkan

diameter sheave didesain 17 kali dimeter kabel baja.

d) Motor listrik pengerak alat angkat harus memenu kondisi:

1) Kapasitas lebih besar dari 100 % hasil perhitungan tenaga untuk

operasi

2) Torsi awal harus 200 % dari rata-rata torsi

3) Maximum torsi kurang dari 300 %

5.3 Perhitungan Bagian-Bagian Pintu

5.3.1 Data teknis pintu

Tipe pintu :

Lebar/span pintu : B m

Tinggi pintu : H m

Desain head : H1 m

Tinggi air normal : h m



5.3.2 Gaya yang bekerja pada pintu

a) Gaya hidrostatis:

P = ρ x ( B x H2 )/2 (t) H = H1

P = ρ x { B x ( H12 – H22 ) (t ) H1 > H , H2 = H1 – H

b) Beban sedimen

Beban sedimen adalah yang sedimen berada didepan pintu.

P = Ce. W1 d

Dimana:

Pe = Gaya horizontal akibat tekanan sedimen ( tf/m2 )

Ce = Faktor tekaan sedimen ( 0.4 - 0.6 )

We = Berat jaenis sedimen ( tf/m3) ( 1.5 - 1.8 ) ( tf/m3)

D = tinggi endapan sedimen (m)

c) Tinggi gelombang akibat gempa

√

dimana :

he = setengah tinggi gelombang

k = intensitas gempa desain

= periode gempa (s)

g = kecepatan gravitasi (m/s2)

H = tinggi muka air dari dasar sungai

d) Beban dinamik akibat gempa

Pd =

ωo K √

Dimana:

Pd = Tekanan dinamik ( tf/m2 )

ωo = Berat jenis air ( tf/ m3 )

k = Intensitas gempa dari desain

H = Tinggi muka air waduk dari dasar pondasi bendungan

h = Tinggi muka air waduk dari titik yang ditentukan



5.3.3 Perhitungan Gelagar

Contoh perhitungan diuraikan di bawah ini.



5.3.4 HOIST

Beban angkat :

G = W + Fs + Fb

Dimana :

G = beban angkat

W = berat pintu

Fs = beban gesek seal

Fb = beban gesek bronze sepatu luncur



Tipe pengangkat : draat stang berulir diameter luar : d, diameter dalam: d1

Torsi

Spesifikasi draat stang:

Nominal diameter : TR 50

Diameter luar : d

Effektif diameter : d1

Diameter dalam : d2

Pitch : p

Lead : l

Sudut uluir : 300 β = Cos ( /2)

Torsi spindle nut

Tr = W.

µ = koefisien gesek nutdengan spindle

Torsi penggerak manual

Tm = R cm x p kg = Rp Kgcm

R: jari-jari roda putar/engkol,

p = 15 kg tenaga manusia

Ratio x

x< 4 pakai satu bevel gear

4 < x < 12 pakai dua bevel gear



5.4 Latihan

1. Sebutkan syarat kondisi desain pintu/ katup !

2. Gaya yang bekerja pada saat pintu dioperasikan untuk memenuhi kondisi

desain pintu adalah?

3. Jelaskan hal yang perlu dipertimbangkan pada gelagar/ balok penumpu!

5.5 Rangkuman

Kondisi pintu yang diinginkan oleh perencana adalah:

Aman menahan beban yang telah diperhitungkan

Kerapatan/ kedap air yang cukup



Mudah dan andal dalam operasinya

Mempunyai ketahanan yang tinggi

Tidak terjadi getaran atau sentakan saat dioperasikan

Untuk mencapai kondisi tersebut perenca harus mengetahui dan menhitung

dengan teliti beban-beban yang bekerja pada daun pintu.

Berdasarkan beban-beban yang bekerja pada daun pintu maka kemudian

dihitung bagian daun pintu (pelat muka, rangka penyangga pelat muka, roda-

roda dan kekuatan rangka pengarah pintu).

Dari hasil perhitungan berat daun pintu dan gaya gesek roda dan seal serta

gaya apung maka dapat dihitung beban angkat pada alat angkat.

5.6 Evaluasi

1. Salah satu kondisi yang tidak diinginkan dalam merencana pintu air

adalah…..

a. Pintu daun ringan

b. Pintu mudah terapung

c. Pintu bocor

2. Beban yang paling dominan bekerja pada daun pintu pelimpah adalah…..

a. Beban angin

b. Tekanan air statis

c. Berat pintu

3. Beban dominan untuk menghitung besarnya gaya angkat adalah…..

a. Karena berat daun pintu

b. Karena gaya gesek seal

c. Karena gesek roda.



BAB VI

PENUTUP

6.1 Simpulan

Pintu memiliki fungsi yang vital di dalam pengamanan bendungan karena

pintu mengatur pengendalian banjir dan memenuhi fungsi sebagai pelepas air

waduk dalam kondisi tubuh bendungan mengalami gejala yang

mengakibatkan keruntuhan tubuh bendungan.

Dalam kaitan ini, pemilihan peralatan yang sesuai dengan fungsi, penggunaan

dan pengamanan bahan sangat perlu diperhatikan.

6.2 Tindak Lanjut

Setelah mengikuti pelatihan, peserta diharapkan membaca dan mempelajari

materi/ buku-buku lain (pedoman, text book) terkait dengan perencanaan

peralatan hidromekanikal bendungan.



DAFTAR PUSTAKA

Design of Hydraulic Gates, German

Design of Hydraulic Gates, USBR.

IPaulo C.F.Erbisti, Design of Hydraulic Gates 2 nd Edition, Published: CRC Press/

Balkema P.O.Box 11320.2301 Leiden Nederlands

Ronald V.Giles & Ir Herman Widodo, Mekanika Fluida &Hidraulika

Technical Standard for Gates and Penstocks, Hydraulic Gates and Penstocks

Associates, Anonim, Japan.

TEKSBOOK & LEAFLET: Painting Guideline for steel, Korosi, Pengelasan Listrik,

Tabel propil baja kostruksi, Mekanika Fluida & Hidraulika oleh Ronald

V.Giles & Ir Herman Widodo



GLOSARIUM

Pintu Air : dalam hal ini termasuk daun pintu, rangka pengarah,

angker, alat angkat dan componen terkait yang dibuat dari

baja

Pintu Air : alat yang dipasang pada saluran terbuka atau tertutup

untuk menutup dan membuka aliran air,dan saat membuka

aliran daun pintu berada diluar aliran.

Katup : pintu yang umumnya dipasang pada saluran air berupa

pipa yang fungsingnya untuk menutup dan membuka

aliran dan saat membuka bagian yang bergerak masih

berada dalam aliran.

Alat angkat/ alat

penggerak

: alat yang didesain untuk menggerakkan pintu atau katup

dalam operasi menutup dan membuka pintu atau katup

sesuai kebtuhan.

Pipa bypass : pipa yang dipasang memanjang pipa conduit baja yang

dilengkapi dengan katup dimana satu bagian ujung pipa

baypass disambung di hulu dekat katup atau pintu dan

ujung lainnya di sambung dihilir dekat pintu atau katup.

Pipa baypass berfungsi menyeimbangkan tekanan air

dihulu dan dihilir pintu/ katup dengan mengalirkan air dari

hulu pintu/ katup hilirnya.

Ventilasi udara (Air

Vent)

: sistem lubang penghubung udara luar (atmospher) dengan

ruang dalam pipa, bisa dibuat dari pipa baja yang

dilengkapi katup udara atau tanpa katup udara.

Katup Uadara (Air

Vent)

: katup berfungsi untuk membuka dan menutup aliran

udara dari atmospheer ke dalam pipa conduit yang

operasinya tergantung dari tekanan udara dalam pipa

conduit. Jika tekanan dalam pipa conduit negatip maka

katup membuka sehingga udara luar masuk kedalam pipa,

demikain sebaliknya.

Pipa Conduit : pipa baja yang berfungsi untuk menyalurkan air dari waduk

kehilir waduk.



Actuator : alat angkat/ penggerak mekanis yang merupakan rakitan

beberapa susunan roda gigi transmisi. Actuator bisa

dilengkapi dengan motor listrik atau tanpa motor listrik.



KUNCI JAWABAN

A. LATIHAN MATERI POKOK 1: JENIS DAN FUNGSI PINTU/ KATUP

1. Apa fungsi katup pengaman?

2. Apa fungsi katup pengatur?

3. Sebutkan 3(tiga) jenis katup pengatur!

4. Sebutkan 3(tiga) jenis katup/ pintu pengaman!

B. EVALUASI MATERI POKOK 1: JENIS DAN FUNGSI PINTU/ KATUP

1. A

2. C

3. C

C. LATIHAN MATERI POKOK 2: PEMILIHAN PINTU DAN KATUP

1. Jelaskan pengaruh aliran pada dasar pintu radial agak lebih streamline!

Jawaban:

Karena pelat luar melengkung sehingga getaran kecil, sedangkan pada

pintu vertikal ada olakan yang dapat menimbulkan getaran saat mulai

dibuka.

2. Jelaskan alasan pintu radial membutuhkan pier lebih panjang!

Jawaban:

Karena ada lengan pintu/ arm yang bertumpu pada trunion yang tertanam/

terikat pada pier. Utnuk pintu vertikal tidak ada lengan jadi tidak

membutuhkan pier panjang.

3. Jelaskan faktor karakteristik operasi katup/ pintu pengaman!

Faktor karakteristik operasi: jika dibutuhkan penutupan cepat (emergency)

digunakan butterfly valve atau ball valve yang digerakkan dengan sistim

hidraulis. Dengan penggerak sisitim hidraulis/ silinder hidraulis penutupan

secara cepat dan pengereman secara cepat pula dapat didesain

sedemikian rupa dimana dengan membuka katup pada sistim, maka katup

menutup secara cepat karena tekanan air dair hilir. Ada juga digunakan



pintu roda tetap terbungkus (bonneted) dengan penggerak hidraulis

sebagai pintu pengaman dengan sisitim operasi cepat seperti butterfly

diatas.

D. EVALUASI MATERI POKOK 2: PEMILIHAN PINTU DAN KATUP

1. C

2. A

3. C

E. LATIHAN MATERI POKOK 3: BAHAN-BAHAN PINTU/ KATUP

1. Sebutkan bahan utama yang digunakan untuk konstruksi pintu air!

Jawaban:

Bahan-bahan utama yang digunakan untuk konstruksi Pintu Air adalah

logam: baja, Bronze, dan non logam: karet, teflon.

2. Jelaskan alasan besi yang paling banyak dan paling beragam

kegunaannya!

Jawaban:

Besi adalah logam yang paling banyak dan paling beragam

penggunaannya. Hal itu karena beberapa hal, diantaranya:

- Kelimpahan besi di kulit bumi cukup besar,

- Pengolahannya relatif mudah dan murah, dan

Besi mempunyai sifat-sifat yang menguntungkan dan mudah dimodifikasi.

3. Jelaskan secara lengkap kenapa pintu air membutuhkan perlindungan

(permukaaan) dengan pengecatan. Sebutkan pula susunan lapisan cat

yang disyaratkan untuk bagian pintu yang selalu terendam air.

Jawaban:

a. Untuk melindungi korosi yang terjadi pada bahan baja

b. Lapisan dasar, lapisan tengah, lapisan akhir (lapisan yang tahan

lingkungan)



F. EVALUASI MATERI POKOK 3: PERUBAHAN PENGGAMBARAN

1. C

2. C

3. C

G. LATIHAN MATERI POKOK 4: DASAR PERENCANAAN

1. Sebutkan syarat kondisi desain pintu/ katup !

Jawaban:

a. Aman menahan beban yang telah diperhitungkan

b. Kerapatan/ kedap air yang cukup

c. Mudah dan andal dalam operasinya

d. Mempunyai ketahanan yang tinggi

e. Tidak terjadi getaran atau sentakan saat dioperasikan

f. Mudah perawatannya.

2. Gaya yang bekerja pada saat pintu dioperasikan untuk memenuhi kondisi

desain pintu adalah?

Jawaban:

Pada saat pintu dioperasikan maka gaya-gaya yang bekerja adalah gaya

gesek roda dan seal, gaya tarik kebawah (down pull force), berat pintu.

3. Jelaskan hal yang perlu dipertimbangkan pada gelagar/ balok penumpu!

Jawaban:

semua gelagar sebaiknya mempunyai bentuk sama dan tiap gelagar

menerima beban tekanan air yang sama. Dengan demikian jarak antar

gelagar direncana sedemikian sehingga kelengkungan yang terjadi pada tiap

gelagar sama. Jumlah gelagar ditentukan sedemikian sehingga tidak

menyulitkan konstruksinya, perletakan roda utama, maupun dalam

menghitung tebal pelat jurainya (skin plate).

H. EVALUASI MATERI POKOK 4: DASAR PERENCANAAN

1. C

2. B

3. A

MODUL 9 DESAIN PERALATAN HIDROMEKANIK · Katup Kupu-Kupu ... Kegiatan belajar pertama membahas...

Documents

Transcript of MODUL 9 DESAIN PERALATAN HIDROMEKANIK · Katup Kupu-Kupu ... Kegiatan belajar pertama membahas...