Ringkasan
- Water hammer adalah fenomena yang terjadi ketika katup di saluran pipa ditutup dengan cepat, menyebabkan lonjakan tekanan yang dapat membuat pipa pecah. Keparahannya bergantung pada aliran air dan perbedaan tekanan
- Meski lebih sering terjadi pada pipa air, water hammer juga bisa terjadi di sistem fluida lainnya, seperti pipa gas dan cairan.
- ketika water hammer terjadi, gelombang tekanan menyebar melalui pipa dan menyebabkan getaran pada aliran air, yang pada akhirnya menghentikan aliran tersebut. Untuk mencegah kerusakan yang mungkin terjadi, sebaiknya hindari perubahan kecepatan aliran air secara mendadak, seperti menutup atau membuka katup dengan cepat. Ini membantu mengurangi risiko lonjakan tekanan yang bisa merusak pipa.
1. Penyebab dan Dampak
1 ) Penutupan Katup Secara Cepat
Ketika katup pada ujung pipa tiba-tiba ditutup, massa air yang bergerak di belakangnya menciptakan tekanan tinggi dan gelombang kejut yang bisa menyebabkan pipa pecah. Hal ini juga sering terdengar sebagai suara "palu" di sistem perpipaan domestik. Untuk meredam efek ini, kadang-kadang dipasang perangkap udara atau pipa tambahan sebagai penyerap getaran.
2 ) Terjadinya Vakum dari Penutupan Katup
Jika katup di bagian hulu ditutup, air di bagian hilir berusaha tetap mengalir, menciptakan vakum yang bisa menyebabkan pipa meledak atau rusak, terutama jika pipa berada di lereng menurun. Untuk mengatasi masalah ini, dipasang katup ventilasi atau katup pengaman vakum agar udara bisa masuk dan mencegah terjadinya vakum.
3 ) Kegagalan Pompa dan Penutupan Mendadak Check Valve
Water hammer juga bisa disebabkan oleh kegagalan pompa atau penutupan cepat check valve, yang terjadi ketika aliran air melambat tiba-tiba. Untuk mencegah hal ini, disarankan memasang check valve non-slam yang tidak bergantung pada gravitasi atau aliran fluida untuk menutup.
2. Langkah-langkah Pencegahan
Kurangi tekanan air dengan memasang regulator.
Turunkan kecepatan aliran cairan. Untuk mengurangi water hammer, beberapa aplikasi merekomendasikan kecepatan aliran pipa di bawah 1,5 m/s (4,9 ft/s).
Gunakan katup yang menutup secara perlahan untuk mengurangi dampak penutupan cepat.
Pasang katup udara untuk mengatasi tekanan rendah di titik-titik tinggi pada saluran.
Gunakan pipa cabang yang lebih pendek
Pipa lurus yang lebih pendek—misalnya, tambahkan siku atau loop ekspansi. Water hammer terkait dengan kecepatan suara dalam cairan, dan penambahan siku dapat meredam dan mengurangi dampak gelombang tekanan.
Susun pipa utama dalam bentuk loop (melingkar) yang menghubungkan cabang-cabang pipa yang lebih kecil dan pendek, untuk menurunkan kecepatan aliran dan membagi tekanan lebih merata.
[1]
3. Water Hammer Positif dan Water Hammer Negatif
Fenomena water hammer dapat dibagi menjadi water hammer positif dan water hammer negatif. Water hammer yang umum dibahas adalah water hammer positif seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Sedangkan water hammer negatif terjadi ketika tekanan di dalam pipa turun di bawah tekanan atmosfer, menyebabkan aliran air berbalik arah atau terbentuknya zona tekanan negatif dalam pipa. Berikut perbandingan singkat keduanya:
1 ) Water Hammer Positif (Positive Water Hammer)
Water hammer positif terjadi ketika aliran air tiba-tiba berhenti, mengubah energi kinetik air menjadi tekanan. Ini menciptakan gelombang tekanan kuat yang dapat dibayangkan seperti air "menabrak" dinding dalam pipa ketika aliran tiba-tiba terhalang, menghasilkan lonjakan tekanan besar. Water hammer positif tidak hanya menghasilkan suara keras tetapi juga dapat menyebabkan pipa pecah, katup rusak, atau kegagalan peralatan.
Contoh kejadian umum:
• Membuka atau menutup keran air di sistem saluran air rumah tangga
• Menutup katup pada sistem pipa industri
• Pompa air yang tiba-tiba berhenti di sistem penyediaan air kota
2 ) Water Hammer Negatif (Negative Water Hammer)
Water hammer negatif terjadi ketika aliran air berhenti atau berubah arah secara tiba-tiba, dan tekanan di dalam pipa dengan cepat turun di bawah tekanan atmosfer. Ini menciptakan gelombang tekanan negatif yang menyebabkan tekanan internal menurun drastis. Hal ini dapat memicu fenomena kavitasi (cavitation), yaitu pembentukan gelembung gas terlarut atau uap air dalam air. Gelembung-gelembung ini akan runtuh tiba-tiba saat tekanan kembali, menghasilkan gelombang kejut kuat yang dapat menyebabkan erosi atau kerusakan pada dinding pipa hingga pecah.
Contoh kejadian umum:
• Sistem drainase siphon
• Sistem penyediaan air di gedung-gedung tinggi
• Sistem irigasi pertanian yang mengalami penurunan tekanan, aliran balik, atau pembentukan kavitasi