Každá porucha znamená narušení řádného provozu systému a náklady spojené s nákupem potřebných dílů a prováděním oprav. Ve většině situací je samozřejmě neúspěch věcí náhody. Existuje však mnoho rizik, kterým se lze správnou péčí a plánováním vyhnout. V případě vodovodních instalací a všech vodovodních systémů je jednou ze základních hrozeb výskyt tzv. vodního rázu. Jak ukazují výzkumy, tento jev je zodpovědný za téměř 80 % všech poruch vyskytujících se na kabelech vodovodní sítě, které nejsou vybaveny bezpečnostními zařízeními. Ale co je vodní kladivo? co je příčinou? A co dělat, aby se tomu zabránilo? Na tyto a další otázky odpovídáme v našem článku.
Vodní ráz - teoretický základ jevu
Vodní ráz je termín používaný k popisu náhlého zvýšení tlaku způsobeného neplánovanou, rychlou a vynucenou změnou průtoku v potrubí v krátkém časovém období. Samotný název jevu pochází z charakteristického zvuku, který se během procesu objevuje a který připomíná úder kladivem. Podle specializované definice je vodní ráz "způsoben setrvačností hmoty kapaliny pohybující se v potrubí, jejíž rychlost proudění se náhle mění." Navíc "náhlá změna rychlosti a objemového toku proudící kapaliny způsobí lokální změnu podílu kinetické a potenciální energie na celkové energii průřezu, vyjádřenou zvýšením nebo snížením tlaku v proudu. V podmínkách velmi rychlého zpomalení rychlosti proudu dochází k prudkému poklesu kinetické energie, což způsobí zvýšení potenciální energie, což se projeví velkým zvýšením tlaku."
V závislosti na povaze jevu se může jednat o pozitivní vodní ráz (nárůst tlaku) nebo negativní vodní ráz (náhlý pokles tlaku). Bez ohledu na typ může vodní ráz způsobit mnoho problémů, včetně:
- zničení potrubí,
- poškození čerpadla,
- poškození motoru,
- poškození zpětných ventilů,
- přerušení proudu tekoucí vody.
Jaké jsou příčiny problému?
Což způsobuje, že se stává negativním jevem, jakým je vodní kladivo? Důvodů může být mnoho, ale praxe ukazuje, že dva hlavní aspekty jsou:
- situace, kdy je zpětný ventil na potrubí od čerpadla instalován více než devět metrů nad hladinou vody,
- situace, kdy zpětný ventil nainstalovaný na potrubí od čerpadla netěsní a další zpětný ventil nainstalovaný nad předchozí úrovní zůstává těsný.
Mezi další příčiny, které mohou vést k problémům, patří:
- poruchy jako prasknutí potrubí, náhlé zablokování čerpadla, zkroucení vřetena nebo zlomení závitu ventilu, vibrace deformovaných prvků,
- jev kavitace, který je způsoben nadměrnou rychlostí proudění vody, velkým rozdílem úrovně tlaku k hodnotě tlaku vypařování kapaliny při dané teplotě, uzavřením šoupátka nebo vysokým umístěním bodu sítě,
- nahodilé události, včetně náhlého přerušení dodávky elektřiny, změny počátečních průtokových podmínek, změny odtoků z křižovatky, změny hladiny vody v počátečních nebo mezilehlých nádržích sítě,
- nesprávný provoz systému, projevující se náhlým vypnutím všech čerpadel napájejících potrubí, nesprávným uzavřením nebo otevřením šoupátek, nesprávnou údržbou a opravami,
- vibrace související s nerovnoměrným provozem čerpadel nebo provozem plovákových ventilů.
Ale to není konec. Další příčinou problému může být použití nekompatibilních řešení, jako je vložení nového s menším průměrem do starého potrubí (to má za následek zvýšení rychlosti proudící kapaliny). Je třeba si uvědomit, že jakékoli změny mohou vést k neplánovanému poškození, takže nová řešení by měla být vybrána v závislosti na vlastnostech analyzovaného systému.
Jak zabránit?
Důležité je, že lze zabránit vodním rázům a souvisejícím problémům. Některé ze způsobů jsou:
- výběr správných průřezů a bezpečnostních zařízení, výběr vhodných ventilů a šoupátek, jakož i působení proti jevu rezonance,
- pokus o eliminaci jevu vodního rázu přímou změnou konfigurace systému, včetně úpravy trasy, délky potrubí, průměrů, materiálu potrubí, přípojek nebo obtoků,
- zavádění různých zařízení a mechanismů do systému, které způsobují, že kapalina vypadává z potrubí nebo je udržována v určitém prostoru mimo systém; to znamená použití nádrží voda-vzduch, nádrží voda-vzduch s diferenčním otvorem instalovaným na odtoku, zavzdušňovacími ventily nebo pojistnými ventily.
