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