Mengurangi Lonjakan Tekanan Air dan Water Hammer pada Sistem Perlindungan Kebakaran

Lonjakan air atau water hammer adalah gelombang tekanan dalam sistem perpipaan yang terjadi ketika fluida yang sedang bergerak dipaksa untuk berhenti atau berubah kecepatan atau arah secara tiba-tiba. Lonjakan tekanan pada sistem air pemadam kebakaran dapat disebabkan oleh berbagai faktor, seperti katup yang menutup atau membuka terlalu cepat atau pompa yang mulai atau berhenti secara mendadak. Perubahan momentum ini dapat menimbulkan kenaikan tekanan yang signifikan dan berpotensi merusak.

Sebagian besar sistem perlindungan kebakaran dirancang untuk beroperasi pada tekanan kerja maksimum 12 barg (175 psi). Gelombang tekanan dari water hammer atau lonjakan tekanan dapat dengan mudah melebihi 50 barg (740 psi), sehingga menimbulkan ancaman nyata kerusakan pada perpipaan dan instrumentasi.

Gambar di bawah ini menunjukkan dua contoh kerusakan parah pada pipa dan aksesoris yang disebabkan oleh lonjakan air/tekanan air mendadak (water hammer) pada sistem perlindungan kebakaran.

<< Unduh white paper kami untuk mempelajari lebih lanjut tentang
pencegahan water hammer pada sistem perlindungan kebakaran >>

Rumah katup retak akibat tekanan lonjakan, Pipa rusak akibat water hammer.

5 Cara Mencegah Lonjakan Tekanan Air pada Sistem Perlindungan Kebakaran

Ada beberapa metode berbeda yang dapat digunakan untuk mengurangi atau mencegah lonjakan tekanan. Lima solusi berikut ini menyajikan beberapa pendekatan yang disukai untuk mengatasi masalah lonjakan atau hentakan air.

1. Katup Kontrol Pompa Anti-Lonjakan

Cara efektif untuk mencegah lonjakan atau water hammer yang berasal dari start-up Pompa Turbin Poros Vertikal adalah dengan menggunakan katup pelepas yang dapat disetel dan biasanya terbuka secara pre-emptive seperti BERMAD model FP-730-48-BL untuk mencegah gelombang lonjakan saat pompa mulai beroperasi di sumbernya.

Karena merupakan katup yang biasanya terbuka, katup ini akan secara efisien melepaskan udara dan potensi lonjakan saat pompa dinyalakan. Begitu tekanan pompa di bawah maksimum yang ditetapkan mencapai masuk katup, katup akan menutup dan terus berfungsi sebagai katup pelepas.

2. Katup Kontrol dan Periksa Pompa Pemadam Kebakaran Anti-Lonjakan

Ketika pompa saat dinyalakan sesaat menciptakan tingkat lonjakan yang tidak dapat ditoleransi, Katup Kontrol Pompa Kebakaran yang sesuai untuk sebagian besar konfigurasi pompa menawarkan solusi efisien yang serba guna.

Ketika pompa kebakaran tidak aktif, katup ini akan tetap tertutup menggunakan tekanan pompa jockey sistem. Saat pompa mulai beroperasi, lonjakan awal akan dicegah oleh katup yang tertutup dan akan terus terbuka, melepaskan air ke dalam sistem secara terkendali sehingga mencegah terjadinya lonjakan atau water hammer.

Contoh yang baik dari katup seperti ini adalah BERMAD 42T-20 yang terdaftar UL. Jika diperlukan, katup ini dapat berfungsi ganda/tiga sebagai katup pengendali tekanan dan katup cek, sekaligus mencegah kerusakan akibat lonjakan atau water hammer saat pompa dinyalakan.

3. Kontrol Kecepatan Penutupan atau Pembukaan Katup

Lonjakan tekanan air dapat disebabkan oleh reaksi katup perlindungan kebakaran yang terlalu cepat. Sebagian besar sistem perlindungan kebakaran mempertimbangkan sifat agresif aliran air perlindungan kebakaran, yang dirancang untuk mengalirkan media pemadam ke perangkat aplikasi secepat mungkin. Meskipun demikian, terkadang diperlukan pengendalian reaksi katup ketika tingkat tekanan lonjakan tidak dapat ditoleransi dan pipa serta instrumen harus dilindungi.

Beberapa katup dapat dilengkapi dengan perangkat kecepatan reaksi untuk mengontrol laju pembukaan dan/atau penutupan guna menghindari lonjakan yang merusak. Dengan cara ini, kita dapat mengontrol kecepatan penutupan dan/atau pembukaan katup sesuai kebutuhan, serta mengurangi efek lonjakan ke tingkat yang dapat ditoleransi.

4. Tekanan Pompa Jockey

Karena berbagai alasan, pompa jockey atau tekanan pemeliharaan sering kali dapat diatur jauh lebih rendah daripada tekanan operasi sistem, sehingga ketika pompa mulai bekerja pada sistem perlindungan kebakaran yang bertekanan, pompa tersebut harus menaikkan tekanan yang ditahan dalam sistem oleh pompa jockey hingga mencapai tekanan operasi sistem. Hal ini selalu menimbulkan semacam lonjakan, dan terkadang tingkat lonjakan tersebut dapat merusak.

Dengan mengurangi perbedaan antara tekanan start pompa jockey dan tekanan operasional pompa kebakaran, kita dapat mengurangi lonjakan tekanan ke tingkat yang dapat dikelola.  Sebagai contoh, ketika tekanan operasi adalah 12 barg dan tekanan pemeliharaan sistem atau tekanan pompa jockey adalah 6 barg, pompa utama harus dengan cepat menaikkan tekanan setidaknya 6 bar sehingga terjadi lonjakan awal saat pompa utama dinyalakan. Mengatur tekanan pemeliharaan lebih dekat ke tekanan operasi akan secara efektif mengurangi lonjakan tersebut. Semakin kecil perbedaan tekanannya, semakin kecil pula lonjakannya.

5. Tangki Bladder Anti-Lonjakan

Jawaban efektif terhadap lonjakan air atau water hammer yang ada adalah tangki bladder pencegah lonjakan yang dapat dipasang pada pipa. Tangki baja ini berisi bladder fleksibel yang dipasang pada sambungan tangki dengan pipa utama sistem air. Bentuk bladder mirip dengan bentuk tangki, sehingga dapat mengembang hingga kapasitas penuh tangki. Udara terkompresi terkurung di antara bladder dan rumah tangki eksternal pada tingkat tekanan yang sesuai dengan kebutuhan sistem. Tekanan internal dan eksternal bladder selalu sama, memungkinkan aliran air masuk dan keluar sesuai kebutuhan.

Saat gelombang tekanan tiba di tangki bladder, tangki akan menggeser bladder dan secara efektif meningkatkan volume pipa sistem tempat lonjakan tersebut terjadi. Aliran ke area yang diperluas tersebut akan menyerap dan menekan gelombang lonjakan.