Uderzenie wodne w instalacji wodociągowej i grzewczej: istota zagrożenia, zapobieganie i ochrona
Uderzenie wodne jest nazywane najczęstszą przyczyną sytuacji awaryjnych w rurociągach, przez które krąży jakakolwiek ciecz. Uderzenie wodne w systemie zaopatrzenia w wodę to gwałtowny i silny wzrost ciśnienia wody, wywołany szybką zmianą jej natężenia przepływu. Pierwszymi oznakami tego zjawiska są stuki i stuki, łomoty, pojawianie się smug na stykach elementów instalacji wodno-kanalizacyjnej czy nieszczelne krany. Skutkiem uderzenia skoków ciśnienia jest naruszenie szczelności wraz ze zniszczeniem rurociągu.
Powoduje
Wiedząc, czym jest młot wodny w systemie zaopatrzenia w wodę, łatwo jest zidentyfikować przyczyny jego wystąpienia. W takim przypadku konieczne jest rozróżnienie negatywnych wstrząsów hydraulicznych i pozytywnych. Pierwszy pojawia się, gdy woda pod wysokim ciśnieniem wchodzi do odcinka rurociągu o znacznie obniżonym ciśnieniu cieczy. Drugie, bardziej niebezpieczne w swoich skutkach, powstają, gdy ciśnienie wzrasta z powodu gwałtownego gwałtownego wzrostu prędkości jego przepływu lub odwrotnie, zatrzymania. W praktyce dzieje się tak z powodu:
- nagłe zamykanie zaworów lub kranów;
- włączanie lub wyłączanie urządzeń pompujących (w tym sytuacje związane z przerwą w dostawie energii elektrycznej);
- zatory powietrzne;
- obecność rur o różnych średnicach.
Należy zauważyć, że wraz z rozpowszechnianiem się kulistych konstrukcji zaworów i kranów zużycie rur wodociągowych z powodu ciśnienia udarowego stało się bardziej znaczące. W przeciwieństwie do klasycznej konstrukcji śrubowej, zawór kulowy wymaga znacznie mniej czasu na otwieranie/zamykanie zaworów. Aby to zrobić, wystarczy jednym ruchem ręki obrócić uchwyt o 90 stopni. A to oczywiście jest szybsze niż kilka obrotów zaworu.
Prawdopodobieństwo uderzenia hydraulicznego jest tym większe, im dłuższy jest rurociąg i tym większa potencjalna objętość cieczy, która może zebrać się przed zaworami lub w miejscu zwężenia rur.
Konsekwencje wstrząsów hydraulicznych
Wszelkie incydenty związane z siecią wodociągową wiążą się nie tylko ze szkodami materialnymi na samym sobie, ale także z kosztami likwidacji skutków narażenia wodą na pobliskie obiekty. Szczególnie pogarsza się to w przypadku rurociągów z gorącą wodą i pod wysokim ciśnieniem. W takich sytuacjach istnieje nawet zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi i zwierząt. Mogą zostać poparzeni lub zranieni. W szczególności po tym negatywnym zjawisku mogą wystąpić:
- zniszczenie okablowania rur;
- zalanie lokali mieszkalnych, administracyjnych i gospodarczych;
- awaria sprzętu pompującego i zaworów;
- uszkodzenia mebli, sprzętu AGD, komputerów itp.;
- przerwa w dostawie wody;
- niszczenie konstrukcji budynków i budowli (zwłaszcza zimą, ze względu na siłę rozprężania podczas zamarzania wilgoci);
- przerwa w dostawie energii elektrycznej;
- pożary z powodu zwarcia elektrycznego.
Wypadki na głównych sieciach mogą powodować zatory na drogach, zimą lód powodowany przez porywy wiatru zazwyczaj na chwilę całkowicie blokuje ruch samochodów.
Zapobieganie i ochrona
Zapobieganie i ochrona przed uderzeniem wodnym opiera się na dwóch rzeczach. Jest to prawidłowe działanie i bezpośrednie zabezpieczenie przed uderzeniem wodnym w instalacji wodociągowej. Pierwszy sprowadza się przede wszystkim do minimalizowania przypadków chwilowych zmian natężenia przepływu, spowodowanych nieprawidłowymi działaniami człowieka. Aby to zrobić, wszystkie włączanie i wyłączanie rurociągu musi odbywać się płynnie, zapewniając równomierną zmianę ciśnienia w określonym czasie. Środki zapobiegawcze obejmują również sprawdzanie systemu pod kątem wycieków, regularną wymianę i czyszczenie filtrów oraz sprawdzanie wydajności elementów zaopatrzenia w wodę.
Przydatne wideo
Techniczne środki ochrony
System powinien być w jak największym stopniu chroniony przed pochopnymi ludzkimi działaniami, niewłaściwą obsługą oraz przedwczesną i niekompletną konserwacją. W tym celu istnieje szereg rozwiązań technicznych, które minimalizują skutki skoków ciśnienia płynów w sieciach wodociągowych i grzewczych oraz zapobiegają ich występowaniu.
Wymiana rur
Aby to zrobić, konieczne jest zrewidowanie całego rurociągu, stare rury stalowe należy wymienić na nowoczesne wykonane z materiałów polimerowych. Są bardziej niezawodne, praktycznie odporne na korozję i dłużej. W takim przypadku rury należy dobierać z uwzględnieniem warunków pracy (ciśnienie i temperatura w sieci) z niewielkim marginesem pod względem parametrów. Aby zmniejszyć natężenie przepływu, pożądane jest wybieranie produktów o największej możliwej średnicy dla ciśnienia. Znajdź złoty środek.
Wymiana zaworów odcinających
Zastąpienie zaworów kulowych zaworami zaworowymi można nazwać powrotem do przeszłości, ale pozwoli to uniknąć nagłych spadków ciśnienia, niezależnie od tego, w jaki sposób zawory otwierają się i zamykają. Nie jest konieczna zmiana wszystkich urządzeń blokujących, możesz ograniczyć się tylko do tych, które są krytyczne dla systemu.
Montaż elementów amortyzujących
Zastosowanie wzmocnionych wkładek z tworzywa sztucznego lub gumy, które mogą rozszerzać się lub kurczyć pod wpływem skoków ciśnienia, zmniejszy skutki deformacji reszty rurociągu. Ścianki amortyzatorów, w przeciwieństwie do rur sztywnych, nie odkształcają się podczas ściskania lub rozprężania i powracają do stanu pierwotnego, przejmując na siebie główną część oddziaływania cieczy. W przypadku większości systemów wystarcza odcinek od 20 do 40 centymetrów.
Zastosowanie kompensatorów
Kompensatory to cylindryczne pojemniki (odwrócone szkło), wewnątrz których znajduje się sprężyna. Jeden koniec opiera się o górną stałą część odwróconego „szkła”, a dolny o ruchomy plastikowy dysk. Gdy ciśnienie w układzie wzrasta, woda naciska na tarczę ściskając sprężynę, gdy ciśnienie spada, siła sprężystości sprężyny kompensuje utratę ciśnienia.
Kompensacja ochrony przed uderzeniem wodnym w systemie zaopatrzenia w wodę odbywa się również za pomocą akumulatorów hydraulicznych. To urządzenie to zbiornik o określonej objętości podzielony na dwie części (z wodą i powietrzem) za pomocą gumowej membrany. W przypadku nadciśnienia zostanie uwolniony do zbiornika poprzez naciągnięcie gumowej membrany i zmniejszenie objętości powietrza wewnątrz zbiornika.
Stosowanie pomp z przetwornicami częstotliwości
Taki sprzęt pompujący, dzięki automatyzacji, pozwala na płynne uruchamianie i zatrzymywanie ciał roboczych. Pozwala to uniknąć gwałtownego wzrostu ciśnienia, który jest przyczyną uderzenia hydraulicznego. Przetwornica częstotliwości reguluje i ustawia liczbę obrotów koła pompy na jednostkę czasu, zmieniając częstotliwość prądu przemiennego odbieranego z sieci elektrycznej. Regulacja odbywa się automatycznie w zależności od wartości parametrów przekazywanych przez czujniki.
Zawory bezpieczeństwa
Zasada działania tych urządzeń jest dość prosta. Gdy wartości ciśnieniaw punktach montażu zaworów są wyższe niż parametry krytyczne, zawory otwierają się i ciecz jest odprowadzana.
Mogą to być urządzenia autonomiczne, otwierane za pomocą mechanizmów spustowych lub czujników elektronicznych, albo być częścią systemu składającego się z wielu czujników i zaworów sterowanych przez komputer.
Przydatne wideo
Wniosek
Uderzenia ciśnienia lub wstrząsy hydrauliczne są niebezpiecznym zjawiskiem związanym z działaniem instalacji wodno-kanalizacyjnych lub grzewczych. Ich liczbę i negatywny wpływ można zminimalizować za pomocą środków zapobiegawczych i rozwiązań technicznych. Aby kompleksowo rozwiązać ten problem, w jak największym stopniu zapobiec ryzyku zagrożenia dla ludzi i szkód materialnych, lepiej zwrócić się do profesjonalistów.
