1/Koncept

Vodeni čekić se naziva i vodeni čekić. Tijekom transporta vode (ili drugih tekućina), zbog naglog otvaranja ili zatvaranjaAPI leptir ventil, zaporni ventili, provjerite ventile ikuglasti ventili. naglim zaustavljanjima vodenih pumpi, naglim otvaranjem i zatvaranjem usmjernih lopatica itd., protok se naglo mijenja, a tlak značajno fluktuira. Efekt vodenog čekića je živopisan pojam. Odnosi se na jak vodeni čekić uzrokovan udarom protoka vode na cjevovod kada se vodena pumpa pokreće i zaustavlja. Budući da je unutar vodovodne cijevi unutarnja stijenka cijevi glatka i voda slobodno teče. Kada se otvoreni ventil naglo zatvori ili se pumpa za dovod vode zaustavi, protok vode će stvoriti pritisak na ventil i stijenku cijevi, uglavnom na ventil ili pumpu. Budući da je stijenka cijevi glatka, pod djelovanjem inercije naknadnog protoka vode, hidraulička sila brzo doseže maksimum i proizvodi destruktivne učinke. To je "efekt vodenog čekića" u hidraulici, odnosno pozitivni vodeni čekić. Naprotiv, kada se zatvoreni ventil naglo otvori ili se vodena pumpa pokrene, također će se pojaviti vodeni čekić, koji se naziva negativni vodeni čekić, ali nije tako velik kao prvi. Udar tlaka uzrokovat će naprezanje stijenke cijevi i proizvodnju buke, baš kao čekić koji udara u cijev, pa se naziva efekt vodenog čekića.

2/Opasnosti

Trenutni tlak koji generira hidraulički udar može doseći desetke ili čak stotine puta veći od normalnog radnog tlaka u cjevovodu. Takve velike fluktuacije tlaka mogu uzrokovati jake vibracije ili buku u cjevovodnom sustavu i mogu oštetiti spojeve ventila. To ima vrlo štetan učinak na cjevovodni sustav. Kako bi se spriječio hidraulički udar, cjevovodni sustav mora biti pravilno projektiran kako bi se spriječila prevelika brzina protoka. Općenito, projektirana brzina protoka cijevi trebala bi biti manja od 3 m/s, a brzina otvaranja i zatvaranja ventila mora se kontrolirati.
Budući da se pumpa pokreće, zaustavlja, a ventili otvaraju i zatvaraju prebrzo, brzina vode se drastično mijenja, posebno hidraulički udar uzrokovan naglim zaustavljanjem pumpe, koji može oštetiti cjevovode, vodene pumpe i ventile te uzrokovati preokretanje vodene pumpe i smanjenje tlaka u cjevovodnoj mreži. Učinak hidrauličkog udara izuzetno je destruktivan: ako je tlak previsok, uzrokovat će pucanje cijevi. Naprotiv, ako je tlak prenizak, uzrokovat će urušavanje cijevi i oštećenje ventila i pričvršćivača. U vrlo kratkom vremenu, protok vode povećava se od nule do nazivnog protoka. Budući da tekućine imaju kinetičku energiju i određeni stupanj kompresibilnosti, ogromne promjene protoka u vrlo kratkom vremenu uzrokovat će utjecaje visokog i niskog tlaka na cjevovod.

3/generiraj

Postoji mnogo razloga za hidraulički udar. Uobičajeni faktori su sljedeći:

1. Ventil se naglo otvara ili zatvara;

2. Vodena pumpa se iznenada zaustavlja ili pokreće;

3. Jedna cijev prenosi vodu na visoko mjesto (visinska razlika terena za opskrbu vodom prelazi 20 metara);

4. Ukupni podizaj (ili radni tlak) vodene pumpe je velik;

5. Brzina protoka vode u vodovodu je prevelika;

6. Vodovod je predugačak, a teren se uvelike mijenja.
7. Nepravilna gradnja je skrivena opasnost u projektima vodovodnih cjevovoda
(1) Na primjer, proizvodnja cementnih potisnih stupova za T-komade, koljena, reduktore i druge spojeve ne zadovoljava zahtjeve.
Prema „Tehničkim propisima za ukopane krute cjevovode za opskrbu vodom od polivinilklorida“, cementni potisni stupovi trebaju se ugraditi na spojeve poput T-komada, koljena, reduktora i drugih cijevi promjera ≥110 mm kako bi se spriječilo pomicanje cjevovoda. „Betonski potisni stupovi“ ne smiju biti niže klase od C15 i trebaju se izliti na licu mjesta na iskopano izvorno tlo i nagib rova. Neki građevinski izvođači ne posvećuju dovoljno pažnje ulozi potisnih stupova. Zabijaju drveni kolac ili klinom učvršćuju željezni zupac pored cjevovoda kako bi djelovali kao potisni stup. Ponekad je volumen cementnog stupa premalen ili se ne izlijeva na izvorno tlo. S druge strane, neki potisni stupovi nisu dovoljno jaki. Kao rezultat toga, tijekom rada cjevovoda potisni stupovi ne mogu funkcionirati i postaju beskorisni, što uzrokuje neusklađenost i oštećenje cijevnih spojnica poput T-komada i koljena.
(2) Automatski ispušni ventil nije ugrađen ili je položaj ugradnje nerazuman.
Prema principu hidraulike, automatski ispušni ventili trebaju biti projektirani i ugrađeni na najvišim točkama cjevovoda u planinskim područjima ili brdima s velikim valovima. Čak i u ravničarskim područjima s malim valovitim terenom, cjevovodi moraju biti umjetno projektirani prilikom kopanja rovova. Postoje usponi i padovi, ciklički se dižu ili spuštaju, nagib nije manji od 1/500, a na najvišoj točki svakog kilometra projektiraju se 1-2 ispušna ventila.
Budući da će tijekom procesa transporta vode u cjevovodu, plin iz cjevovoda izlaziti i nakupljati se u podignutim dijelovima cjevovoda, čak stvarajući zračne blokade. Kada brzina protoka vode u cjevovodu fluktuira, zračni džepovi stvoreni u podignutim dijelovima nastavit će se komprimirati i širiti, a plin će biti... Tlak stvoren nakon kompresije je desetke ili čak stotine puta veći od tlaka stvorenog nakon što se voda komprimira (javni izvještaj: Pump Butler). U ovom trenutku, ovaj dio cjevovoda sa skrivenim opasnostima može dovesti do sljedećih situacija:
• Nakon što voda prođe uzvodno kroz cijev, kapajuća voda nestaje nizvodno. To je zato što zračni jastuk u cijevi blokira protok vode, uzrokujući odvajanje vodenog stupca.
• Komprimirani plin u cjevovodu komprimira se do maksimalne granice i brzo se širi, uzrokujući pucanje cjevovoda.
• Kada se voda iz visokog izvora vode prenosi nizvodno određenom brzinom gravitacijskim tokom, nakon što se uzvodni ventil brzo zatvori, zbog inercije visinske razlike i brzine protoka, stupac vode u uzvodnoj cijevi se ne zaustavlja odmah. I dalje se kreće određenom brzinom. Brzina teče nizvodno. U tom trenutku, u cjevovodu se stvara vakuum jer se zrak ne može na vrijeme nadopuniti, što uzrokuje ispuhivanje cjevovoda zbog negativnog tlaka i oštećenje.
(3) Rov i tlo za zatrpavanje ne zadovoljavaju propise.
Nekvalificirani rovovi često se vide u planinskim područjima, uglavnom zato što na određenim mjestima ima puno kamenja. Rovovi se kopaju ručno ili miniraju eksplozivom. Dno rova je ozbiljno neravno i ima oštro kamenje koje viri. U tom slučaju, prema važećim propisima, kamenje na dnu rova treba ukloniti i popločati više od 15 centimetara pijeska prije polaganja cjevovoda. Međutim, građevinski radnici su bili neodgovorni ili su ignorirali te su izravno položili pijesak bez popločavanja pijeska ili simboličkog popločavanja dijela pijeska. Cjevovod se polaže na kamenje. Kada je zatrpavanje završeno i voda puštena u pogon, zbog težine samog cjevovoda, vertikalnog pritiska zemlje, opterećenja vozila na cjevovod i superpozicije gravitacije, cjevovod se podupire jednim ili više oštrih podignutih kamenja na dnu cjevovoda. Zbog prekomjerne koncentracije naprezanja, cjevovod će vrlo vjerojatno biti oštećen na ovom mjestu i puknuti duž ravne linije. To se često naziva "efektom zarezivanja".

4/Mjere

Postoje mnoge zaštitne mjere za hidraulički udar, ali potrebno je poduzeti različite mjere ovisno o mogućim uzrocima hidrauličkog udara.
1. Smanjenje protoka vodovodnih cjevovoda može do određene mjere smanjiti tlak vodenog udara, ali će povećati promjer vodovodnih cjevovoda i povećati ulaganja u projekt. Prilikom polaganja vodovodnih cjevovoda treba uzeti u obzir izbjegavanje neravnina ili drastičnih promjena nagiba kako bi se smanjila duljina vodovoda. Što je cjevovod dulji, to je veća vrijednost vodenog udara kada je pumpa zaustavljena. Od jedne do dvije crpne stanice, za povezivanje dvije crpne stanice koristi se bunar za usisavanje vode.
Vodeni udar kada se pumpa zaustavi

Takozvani hidraulički udar pri zaustavljanju pumpe odnosi se na fenomen hidrauličkog udara uzrokovan naglim promjenama brzine protoka u vodenoj pumpi i tlačnim cijevima kada se ventil otvori i zaustavi zbog iznenadnog nestanka struje ili drugih razloga. Na primjer, kvar elektroenergetskog sustava ili električne opreme, povremeni kvar jedinice vodene pumpe itd. može uzrokovati otvaranje ventila i zaustavljanje centrifugalne pumpe, što rezultira hidrauličkim udarom kada je pumpa zaustavljena. Veličina hidrauličkog udara kada je pumpa zaustavljena uglavnom je povezana s geometrijskim tlakom pumpne prostorije. Što je veći geometrijski tlak, veća je vrijednost hidrauličkog udara kada je pumpa zaustavljena. Stoga treba odabrati razuman tlak pumpe na temelju stvarnih lokalnih uvjeta.

Maksimalni tlak vodenog udara kada je pumpa zaustavljena može doseći 200% normalnog radnog tlaka, ili čak i više, što može uništiti cjevovode i opremu. Opće nesreće uzrokuju "curenje vode" i nestanak vode; ozbiljne nesreće uzrokuju poplavu crpne stanice, oštećenje opreme i objekata, štetu ili čak uzrokovati tjelesne ozljede ili smrt.

Nakon zaustavljanja pumpe zbog nezgode, pričekajte da se cijev iza nepovratnog ventila napuni vodom prije pokretanja pumpe. Prilikom pokretanja pumpe nemojte potpuno otvarati izlazni ventil vodene pumpe, jer će u suprotnom doći do velikog udara vode. U takvim okolnostima često se događaju velike nezgode s vodenim udarom u mnogim crpnim stanicama.

2. Postavite uređaj za uklanjanje vodenog udara
(1) Korištenje tehnologije kontrole konstantnog napona
PLC automatski upravljački sustav koristi se za upravljanje pumpom s promjenjivom frekvencijom okretaja i za automatsko upravljanje radom cijelog sustava pumpne stanice vodovoda. Budući da se tlak u vodovodnoj mreži neprestano mijenja s promjenama radnih uvjeta, tijekom rada sustava često se javlja nizak ili previsok tlak, što lako može uzrokovati hidraulički udar, što dovodi do oštećenja cjevovoda i opreme. PLC automatski upravljački sustav koristi se za upravljanje cjevovodnom mrežom. Detekcija tlaka, povratna kontrola pokretanja i zaustavljanja vodene pumpe te podešavanje brzine, kontrola protoka i time održavanje tlaka na određenoj razini. Tlak dovoda vode pumpe može se podesiti upravljanjem mikroračunalom kako bi se održao konstantan tlak u dovodu vode i izbjegle prekomjerne fluktuacije tlaka. Vjerojatnost hidrauličkog udara se smanjuje.
(2) Ugradite eliminator vodenog udara
Ovaj uređaj uglavnom sprječava hidraulički udar kada je pumpa zaustavljena. Općenito se postavlja u blizini izlazne cijevi vodene pumpe. Koristi tlak same cijevi kao energiju za ostvarivanje automatskog djelovanja niskog tlaka. To jest, kada je tlak u cijevi niži od postavljene zaštitne vrijednosti, odvodni otvor će se automatski otvoriti za ispuštanje vode. Ispuštanje tlaka koristi se za uravnoteženje tlaka lokalnih cjevovoda i sprječavanje utjecaja hidrauličkog udara na opremu i cjevovode. Eliminatori se općenito mogu podijeliti u dvije vrste: mehaničke i hidrauličke. Mehanički eliminatori se ručno vraćaju u početno stanje nakon djelovanja, dok se hidraulički eliminatori mogu automatski resetirati.
(3) Ugradite sporo zatvarajući nepovratni ventil na izlaznu cijev vodene pumpe velikog promjera

Može učinkovito eliminirati hidraulički udar kada je pumpa zaustavljena, ali budući da će određena količina vode teći natrag kadaAPI 609Kada se ventil aktivira, bunar za usisavanje vode mora imati preljevnu cijev. Postoje dvije vrste sporo zatvarajućih nepovratnih ventila: tip s čekićem i tip za pohranu energije. Ova vrsta ventila može prilagoditi vrijeme zatvaranja ventila unutar određenog raspona prema potrebi (dobrodošli u pratnji: Pump Butler). Općenito, ventil se zatvara 70% do 80% unutar 3 do 7 sekundi nakon nestanka struje. Preostalih 20% do 30% vremena zatvaranja podešava se prema uvjetima vodene pumpe i cjevovoda, općenito u rasponu od 10 do 30 sekundi. Vrijedi napomenuti da kada postoji grba u cjevovodu i dođe do vodenog čekić, uloga sporo zatvarajućeg nepovratnog ventila je vrlo ograničena.
(4) Postavite jednosmjerni toranj za regulaciju tlaka
Izgrađuje se u blizini crpne stanice ili na odgovarajućem mjestu na cjevovodu, a visina jednosmjernog tornja za regulaciju tlaka niža je od tlaka u cjevovodu. Kada je tlak u cjevovodu niži od razine vode u tornju, toranj za regulaciju tlaka nadopunjuje vodu u cjevovod kako bi spriječio pucanje vodenog stupca i premostio vodni udar. Međutim, njegov učinak smanjenja tlaka na vodni udar, osim vodnog udara pri zaustavljanju pumpe, poput vodnog udara pri zatvaranju ventila, ograničen je. Osim toga, performanse jednosmjernog ventila koji se koristi u jednosmjernom tornju za regulaciju tlaka moraju biti apsolutno pouzdane. Nakon što ventil zakaže, može uzrokovati veliki vodni udar.
(5) Postavite obilaznu cijev (ventil) u crpnoj stanici
Kada sustav pumpe radi normalno, nepovratni ventil je zatvoren jer je tlak vode na tlačnoj strani pumpe veći od tlaka vode na usisnoj strani. Kada slučajni nestanak struje naglo zaustavi pumpu, tlak na izlazu iz stanice za pumpanje vode naglo pada, dok tlak na usisnoj strani naglo raste. Pod ovim diferencijalnim tlakom, prolazno visoki tlak vode u glavnoj cijevi za usisavanje vode otvara ploču nepovratnog ventila i teče prema prolazno niskom tlaku vode u glavnoj cijevi za pumpanje vode, uzrokujući povećanje niskog tlaka vode; s druge strane, smanjuje se i porast tlaka vodenog udara na usisnoj strani pumpe za vodu. Na taj se način kontrolira porast i pad tlaka vodenog udara na obje strane stanice za pumpanje vode, čime se učinkovito smanjuju i sprječavaju opasnosti od vodenog udara.
(6) Postavite višestupanjski nepovratni ventil
U dugom vodovodu dodajte jedan ili višenepovratni ventiliPodijelite vodovodnu cijev na nekoliko dijelova i na svaki dio ugradite nepovratni ventil. Kada se voda u vodovodnoj cijevi vraća tijekom vodnog udara, svaki se nepovratni ventil zatvara jedan za drugim kako bi se povratni tok podijelio na nekoliko dijelova. Budući da je hidrostatski tlak u svakom dijelu vodovodne cijevi (ili dijela protoka povratnog ispiranja) prilično malen, protok vode se smanjuje. Pojačanje hidrauličkog udara. Ova zaštitna mjera može se učinkovito koristiti u situacijama kada je geometrijska razlika u visini dovoda vode velika; ali ne može eliminirati mogućnost odvajanja vodenog stupca. Njen najveći nedostatak je: povećana potrošnja energije vodene pumpe tijekom normalnog rada i povećani troškovi opskrbe vodom.