1/Konsep

Palu air juga disebut palu air. Selama pengangkutan air (atau cairan lainnya), karena pembukaan atau penutupan yang tiba-tibaKatup Kupu-kupu Api, katup gerbang, periksa katup dankatup bolaPompa air berhenti tiba-tiba, bilah pengarah terbuka dan tertutup tiba-tiba, dll., menyebabkan laju aliran berubah tiba-tiba dan tekanan berfluktuasi secara signifikan. Efek palu air adalah istilah yang umum. Istilah ini merujuk pada palu air hebat yang disebabkan oleh dampak aliran air pada pipa saat pompa air dinyalakan dan dimatikan. Karena di dalam pipa air, dinding bagian dalam pipa halus dan air mengalir bebas. Ketika katup yang terbuka tiba-tiba tertutup atau pompa pasokan air dihentikan, aliran air akan menghasilkan tekanan pada katup dan dinding pipa, terutama katup atau pompa. Karena dinding pipa halus, di bawah aksi inersia aliran air berikutnya, gaya hidrolik dengan cepat mencapai maksimum dan menghasilkan efek yang merusak. Ini adalah "efek palu air" dalam hidrolika, yaitu palu air positif. Sebaliknya, ketika katup yang tertutup tiba-tiba terbuka atau pompa air dihidupkan, palu air juga akan terjadi, yang disebut palu air negatif, tetapi tidak sebesar yang pertama. Dampak tekanan tersebut akan mengakibatkan dinding pipa tertekan dan menimbulkan bunyi, bagaikan palu yang menghantam pipa, sehingga disebut efek palu air.

2/Bahaya

Tekanan sesaat yang dihasilkan oleh palu air dapat mencapai puluhan atau bahkan ratusan kali lipat tekanan operasi normal di dalam pipa. Fluktuasi tekanan yang besar ini dapat menyebabkan getaran atau kebisingan yang kuat pada sistem pipa dan dapat merusak sambungan katup. Hal ini berdampak sangat merugikan pada sistem perpipaan. Untuk mencegah palu air, sistem perpipaan perlu dirancang dengan benar agar laju aliran tidak terlalu tinggi. Umumnya, laju aliran pipa yang dirancang harus kurang dari 3 m/s, dan kecepatan buka-tutup katup perlu dikontrol.
Karena pompa dinyalakan, dimatikan, dan katup dibuka serta ditutup terlalu cepat, kecepatan air berubah drastis, terutama water hammer yang disebabkan oleh penghentian pompa secara tiba-tiba, yang dapat merusak jaringan pipa, pompa air, dan katup, serta menyebabkan pompa air berbalik arah dan mengurangi tekanan jaringan pipa. Efek water hammer sangat merusak: jika tekanan terlalu tinggi, pipa akan pecah. Sebaliknya, jika tekanan terlalu rendah, pipa akan kolaps dan merusak katup dan pengikatnya. Dalam waktu yang sangat singkat, laju aliran air meningkat dari nol hingga laju aliran terukur. Karena fluida memiliki energi kinetik dan tingkat kompresibilitas tertentu, perubahan besar pada laju aliran dalam waktu yang sangat singkat akan menyebabkan dampak tekanan tinggi dan rendah pada pipa.

3/menghasilkan

Ada banyak penyebab terjadinya water hammer. Faktor-faktor umum adalah sebagai berikut:

1. Katup tiba-tiba terbuka atau tertutup;

2. Unit pompa air tiba-tiba berhenti atau menyala;

3. Pipa tunggal menyalurkan air ke tempat yang tinggi (perbedaan ketinggian medan penyediaan air melebihi 20 meter);

4. Total daya angkat (atau tekanan kerja) pompa air besar;

5. Kecepatan aliran air dalam pipa air terlalu besar;

6. Saluran airnya terlalu panjang dan medannya sangat berubah.
7. Konstruksi yang tidak teratur merupakan bahaya tersembunyi dalam proyek pipa pasokan air
(1) Misalnya, produksi pilar dorong semen untuk tee, siku, reduksi dan sambungan lainnya tidak memenuhi persyaratan.
Bahasa Indonesia: Menurut "Peraturan Teknis untuk Rekayasa Pipa Pasokan Air Polivinil Klorida Kaku Terkubur", tiang dorong semen harus dipasang pada sambungan seperti tee, siku, reduksi dan pipa lainnya dengan diameter ≥110mm untuk mencegah pipa bergerak. "Pilar dorong beton" Tidak boleh lebih rendah dari mutu C15, dan harus dicor di lokasi pada pondasi tanah asli yang digali dan lereng parit. "Beberapa pihak konstruksi tidak cukup memperhatikan peran tiang dorong. Mereka memakukan tiang kayu atau mengganjal cabang besi di samping pipa untuk bertindak sebagai tiang dorong. Terkadang volume tiang semen terlalu kecil atau tidak dituangkan di tanah asli. Di sisi lain, beberapa tiang dorong tidak cukup kuat. Akibatnya, selama operasi pipa, tiang dorong tidak dapat berfungsi dan menjadi tidak berguna, menyebabkan sambungan pipa seperti tee dan siku menjadi tidak sejajar dan rusak. ​
(2) Katup pembuangan otomatis tidak terpasang atau posisi pemasangan tidak wajar.
Berdasarkan prinsip hidraulika, katup buang otomatis harus dirancang dan dipasang pada titik-titik tertinggi pipa di daerah pegunungan atau perbukitan dengan undulasi yang besar. Bahkan di daerah dataran dengan medan bergelombang kecil, pipa harus dirancang secara artifisial saat menggali parit. Terdapat pasang surut, naik atau turun secara siklis, kemiringannya tidak kurang dari 1/500, dan 1-2 katup buang dirancang pada titik tertinggi setiap kilometer.
Karena selama proses pengangkutan air di dalam pipa, gas di dalam pipa akan keluar dan menumpuk di bagian yang terangkat, bahkan membentuk penyumbatan udara. Ketika laju aliran air di dalam pipa berfluktuasi, kantong udara yang terbentuk di bagian yang terangkat akan terus terkompresi dan mengembang, sehingga gas akan mengalami tekanan. Tekanan yang dihasilkan setelah kompresi puluhan atau bahkan ratusan kali lebih besar daripada tekanan yang dihasilkan setelah air dikompresi (akun publik: Pump Butler). Pada saat ini, bagian pipa dengan bahaya tersembunyi ini dapat menyebabkan situasi berikut:
• Setelah air dialirkan ke hulu pipa, tetesan air akan menghilang di hilir. Hal ini disebabkan oleh kantong udara di dalam pipa yang menghalangi aliran air, sehingga menyebabkan pemisahan kolom air.
• Gas terkompresi dalam pipa dikompresi hingga batas maksimum dan mengembang dengan cepat, yang menyebabkan pipa pecah.
• Ketika air dari sumber air yang tinggi dialirkan ke hilir dengan kecepatan tertentu oleh aliran gravitasi, setelah katup hulu ditutup dengan cepat, akibat inersia perbedaan ketinggian dan laju aliran, kolom air di pipa hulu tidak langsung berhenti. Air tetap bergerak dengan kecepatan tertentu. Kecepatan tersebut mengalir ke hilir. Pada saat ini, ruang hampa terbentuk di dalam pipa karena udara tidak dapat diisi ulang tepat waktu, menyebabkan pipa mengempis akibat tekanan negatif dan rusak.
(3) Tanah galian dan timbunan tidak memenuhi ketentuan.
Parit yang tidak memenuhi syarat sering terlihat di daerah pegunungan, terutama karena banyaknya batu di beberapa area. Parit digali secara manual atau diledakkan dengan bahan peledak. Dasar parit sangat tidak rata dan terdapat batu-batu tajam yang menonjol. Jika hal ini terjadi, sesuai peraturan yang berlaku, batu-batu di dasar parit harus disingkirkan dan lapisan pasir setebal lebih dari 15 sentimeter harus dipadatkan sebelum pipa dapat dipasang. Namun, pekerja konstruksi bertindak tidak bertanggung jawab atau mengambil jalan pintas dan langsung meletakkan pasir tanpa memberikan pasir atau secara simbolis menambahkan pasir. Pipa diletakkan di atas batu. Setelah pengurukan selesai dan air mulai mengalir, pipa akan ditopang oleh satu atau beberapa batu tajam yang menonjol di dasar pipa karena berat pipa itu sendiri, tekanan tanah vertikal, beban kendaraan pada pipa, dan gaya gravitasi. Jika terdapat konsentrasi tegangan yang berlebihan, pipa kemungkinan besar akan rusak dan retak pada titik ini. Inilah yang sering disebut "efek goresan".

4/Pengukuran

Ada banyak tindakan perlindungan terhadap palu air, tetapi tindakan yang berbeda perlu diambil sesuai dengan kemungkinan penyebab palu air.
1. Mengurangi laju aliran pipa air dapat mengurangi tekanan water hammer hingga batas tertentu, tetapi akan meningkatkan diameter pipa air dan meningkatkan investasi proyek. Saat merencanakan pipa air, pertimbangkan untuk menghindari gundukan atau perubahan kemiringan yang drastis untuk mengurangi panjang pipa air. Semakin panjang pipa, semakin besar nilai water hammer saat pompa dihentikan. Dari satu stasiun pompa ke dua stasiun pompa, sumur hisap air digunakan untuk menghubungkan kedua stasiun pompa.
Palu air saat pompa berhenti

Yang disebut palu air pompa-stop mengacu pada fenomena kejutan hidrolik yang disebabkan oleh perubahan mendadak dalam kecepatan aliran di pompa air dan pipa tekanan ketika katup dibuka dan dihentikan karena pemadaman listrik mendadak atau alasan lainnya. Misalnya, kegagalan sistem daya atau peralatan listrik, kegagalan sesekali unit pompa air, dll. dapat menyebabkan pompa sentrifugal membuka katup dan berhenti, mengakibatkan palu air ketika pompa dihentikan. Ukuran palu air ketika pompa dihentikan terutama terkait dengan kepala geometris ruang pompa. Semakin tinggi kepala geometris, semakin besar nilai palu air ketika pompa dihentikan. Oleh karena itu, kepala pompa yang wajar harus dipilih berdasarkan kondisi lokal yang sebenarnya.

Tekanan maksimum palu air saat pompa berhenti dapat mencapai 200% dari tekanan kerja normal, atau bahkan lebih tinggi, yang dapat merusak pipa dan peralatan. Kecelakaan umum menyebabkan "kebocoran air" dan pemadaman air; kecelakaan serius menyebabkan ruang pompa terendam banjir, kerusakan peralatan, dan kerusakan fasilitas, atau bahkan menyebabkan cedera diri atau kematian.

Setelah pompa berhenti karena kecelakaan, tunggu hingga pipa di belakang katup periksa terisi air sebelum menyalakan pompa. Jangan membuka katup keluar pompa air sepenuhnya saat menyalakan pompa, karena akan terjadi benturan air yang besar. Kecelakaan water hammer yang parah di banyak stasiun pompa sering terjadi dalam kondisi seperti ini.

2. Siapkan alat penghilang water hammer
(1) Menggunakan teknologi kontrol tegangan konstan
Sistem kontrol otomatis PLC digunakan untuk mengendalikan pompa dengan kecepatan frekuensi variabel dan untuk secara otomatis mengendalikan operasi seluruh sistem ruang pompa pasokan air. Karena tekanan jaringan pipa pasokan air terus berubah dengan perubahan kondisi kerja, tekanan rendah atau tekanan berlebih sering terjadi selama operasi sistem, yang dapat dengan mudah menyebabkan water hammer, yang mengakibatkan kerusakan pada pipa dan peralatan. Sistem kontrol otomatis PLC digunakan untuk mengendalikan jaringan pipa. Deteksi tekanan, kontrol umpan balik dari mulai dan berhenti pompa air dan penyesuaian kecepatan, kontrol aliran, dan dengan demikian mempertahankan tekanan pada tingkat tertentu. Tekanan pasokan air pompa dapat diatur dengan mengendalikan komputer mikro untuk menjaga pasokan air tekanan konstan dan menghindari fluktuasi tekanan yang berlebihan. Kemungkinan water hammer berkurang.
(2) Pasang eliminator palu air
Perangkat ini terutama mencegah terjadinya water hammer saat pompa dimatikan. Umumnya dipasang di dekat pipa outlet pompa air. Perangkat ini memanfaatkan tekanan pipa itu sendiri sebagai sumber daya untuk mewujudkan aksi otomatis bertekanan rendah. Artinya, ketika tekanan di dalam pipa lebih rendah dari nilai proteksi yang ditetapkan, port pembuangan akan terbuka secara otomatis untuk mengalirkan air. Pelepas tekanan digunakan untuk menyeimbangkan tekanan pipa lokal dan mencegah dampak water hammer pada peralatan dan pipa. Eliminator secara umum dapat dibagi menjadi dua jenis: mekanis dan hidrolik. Eliminator mekanis dipulihkan secara manual setelah beroperasi, sementara eliminator hidrolik dapat diatur ulang secara otomatis.
(3) Pasang katup periksa penutup lambat pada pipa outlet pompa air berdiameter besar

Ini secara efektif dapat menghilangkan palu air saat pompa dihentikan, tetapi karena sejumlah air akan mengalir kembali saat pompa dihentikan,Api 609Setelah katup diaktifkan, sumur hisap air harus memiliki pipa luapan. Terdapat dua jenis katup periksa tipe palu dan tipe penyimpanan energi. Katup jenis ini dapat menyesuaikan waktu penutupan katup dalam rentang tertentu sesuai kebutuhan (silakan ikuti: Pump Butler). Umumnya, katup akan menutup 70% hingga 80% dalam 3 hingga 7 detik setelah listrik padam. Sisa waktu penutupan 20% hingga 30% disesuaikan dengan kondisi pompa air dan pipa, umumnya dalam rentang 10 hingga 30 detik. Perlu dicatat bahwa ketika terjadi gundukan pada pipa dan terjadi palu air, fungsi katup periksa tipe penutup lambat sangat terbatas.
(4) Siapkan menara pengatur tekanan satu arah
Menara ini dibangun di dekat stasiun pompa atau di lokasi yang sesuai pada pipa, dan tinggi menara pengatur tekanan satu arah lebih rendah daripada tekanan pipa di sana. Ketika tekanan di dalam pipa lebih rendah daripada ketinggian air di menara, menara pengatur tekanan akan mengisi ulang air ke pipa untuk mencegah kolom air pecah dan menjembatani palu air. Namun, efek pengurangan tekanannya pada palu air selain palu air penghenti pompa, seperti palu air penutup katup, terbatas. Selain itu, kinerja katup satu arah yang digunakan pada menara pengatur tekanan satu arah harus benar-benar andal. Jika katup rusak, dapat menyebabkan palu air yang besar.
(5) Siapkan pipa bypass (katup) di stasiun pompa
Ketika sistem pompa beroperasi secara normal, katup periksa tertutup karena tekanan air pada sisi tekanan pompa lebih tinggi daripada tekanan air pada sisi hisap. Ketika pemadaman listrik yang tidak disengaja tiba-tiba menghentikan pompa, tekanan di outlet stasiun pompa air turun tajam, sementara tekanan pada sisi hisap naik tajam. Di bawah tekanan diferensial ini, air bertekanan tinggi sementara di pipa utama hisap air mendorong pelat katup katup periksa dan mengalir ke air bertekanan rendah sementara di pipa utama air bertekanan, menyebabkan tekanan air rendah di sana meningkat; di sisi lain, pompa air Kenaikan tekanan palu air di sisi hisap juga berkurang. Dengan cara ini, kenaikan palu air dan penurunan tekanan di kedua sisi stasiun pompa air dikendalikan, sehingga secara efektif mengurangi dan mencegah bahaya palu air.
(6) Siapkan katup periksa multi-tahap
Dalam pipa air yang panjang, tambahkan satu atau lebihkatup periksa, bagi pipa air menjadi beberapa bagian, dan pasang katup periksa pada setiap bagian. Ketika air di pipa air mengalir balik saat terjadi water hammer, setiap katup periksa akan ditutup satu per satu untuk membagi aliran backflush menjadi beberapa bagian. Karena tekanan hidrostatik di setiap bagian pipa air (atau bagian aliran backflush) cukup kecil, laju aliran air berkurang. Hammer boost. Tindakan perlindungan ini dapat digunakan secara efektif dalam situasi di mana perbedaan ketinggian geometris pasokan air besar; tetapi tidak dapat menghilangkan kemungkinan pemisahan kolom air. Kerugian terbesarnya adalah: peningkatan konsumsi daya pompa air selama operasi normal dan peningkatan biaya pasokan air.