Κάθε βλάβη σημαίνει διαταραχές στην ορθή λειτουργία του συστήματος και κόστος που σχετίζεται με την αγορά των απαραίτητων εξαρτημάτων και την πραγματοποίηση της επισκευής. Φυσικά, στις περισσότερες περιπτώσεις η αστοχία είναι θέμα τύχης. Ωστόσο, υπάρχουν πολλοί κίνδυνοι που μπορούν να αποφευχθούν με την κατάλληλη φροντίδα και τον σωστό σχεδιασμό. Στις εγκαταστάσεις ύδρευσης και σε όλα τα συστήματα νερού, ένας από τους βασικούς κινδύνους είναι η εμφάνιση του λεγόμενου υδραυλικού πλήγματος. Όπως δείχνουν οι έρευνες, το φαινόμενο αυτό ευθύνεται για σχεδόν το 80% όλων των βλαβών που εμφανίζονται σε αγωγούς δικτύων ύδρευσης χωρίς προστατευτικές διατάξεις. Τι είναι όμως το υδραυλικό πλήγμα; Ποια είναι η αιτία του; Και τι πρέπει να κάνουμε για να το αποτρέψουμε; Σε αυτά και άλλα ερωτήματα απαντάμε στο άρθρο μας.
Υδραυλικό πλήγμα - θεωρητικές βάσεις του φαινομένου
Το υδραυλικό πλήγμα είναι ένας όρος που περιγράφει την απότομη αύξηση της πίεσης, η οποία προκαλείται από μια μη προγραμματισμένη, γρήγορη και σε σύντομο χρονικό διάστημα επιβεβλημένη αλλαγή της ταχύτητας ροής σε έναν αγωγό. Η ίδια η ονομασία του φαινομένου προέρχεται από τον χαρακτηριστικό ήχο που ακούγεται κατά τη διάρκειά του και θυμίζει χτύπημα με σφυρί. Σύμφωνα με τον ειδικό ορισμό, το υδραυλικό πλήγμα είναι «προκαλούμενο από την αδράνεια της μάζας του υγρού που κινείται μέσα στον αγωγό, η ταχύτητα ροής του οποίου υφίσταται απότομη μεταβολή». Επιπλέον, «η απότομη αλλαγή της ταχύτητας και της παροχής του ρέοντος υγρού προκαλεί τοπική μεταβολή στη συμμετοχή της κινητικής και της δυναμικής ενέργειας στη συνολική ενέργεια της διατομής, η οποία εκδηλώνεται ως αύξηση ή μείωση της πίεσης στη ροή. Σε συνθήκες πολύ γρήγορης επιβράδυνσης της ταχύτητας της ροής, παρατηρείται απότομη μείωση της κινητικής ενέργειας, η οποία προκαλεί αύξηση της δυναμικής ενέργειας και εκδηλώνεται ως μεγάλη αύξηση της πίεσης».
Ανάλογα με τη φύση του φαινομένου, μπορεί να έχουμε θετικό υδραυλικό πλήγμα (αύξηση της πίεσης) ή αρνητικό υδραυλικό πλήγμα (απότομη πτώση της πίεσης). Ανεξάρτητα από τον τύπο του, το υδραυλικό πλήγμα μπορεί να προκαλέσει πολλά προβλήματα, όπως:
- καταστροφή του αγωγού,
- ζημιά στην αντλία,
- ζημιά στον κινητήρα,
- ζημιά στις βαλβίδες αντεπιστροφής,
- διακοπή της ροής του νερού.
Ποιες είναι οι αιτίες του προβλήματος;
Τι προκαλεί αυτό το αρνητικό φαινόμενο, το υδραυλικό πλήγμα; Οι αιτίες μπορεί να είναι πολλές, όμως η πρακτική δείχνει ότι οι δύο βασικότερες είναι:
- η περίπτωση κατά την οποία η βαλβίδα αντεπιστροφής στον σωλήνα που ξεκινά από την αντλία είναι τοποθετημένη πάνω από εννέα μέτρα πάνω από τη στάθμη του νερού,
- η περίπτωση κατά την οποία η βαλβίδα αντεπιστροφής που είναι τοποθετημένη στον αγωγό που ξεκινά από την αντλία παρουσιάζει διαρροή, ενώ η επόμενη βαλβίδα αντεπιστροφής, τοποθετημένη πάνω από το επίπεδο της προηγούμενης, παραμένει στεγανή.
Άλλες αιτίες που μπορεί να οδηγήσουν σε προβλήματα είναι:
- βλάβες, όπως η θραύση του αγωγού, η ξαφνική εμπλοκή της αντλίας, το στρίψιμο του στελέχους ή το ξέσπασμα του σπειρώματος της βάνας, καθώς και οι κραδασμοί των στοιχείων που υπόκεινται σε παραμόρφωση,
- το φαινόμενο της σπηλαίωσης, το οποίο προκαλείται από την υπερβολική ταχύτητα ροής του νερού, τη μεγάλη διαφορά μεταξύ του ύψους πίεσης και της τιμής της πίεσης εξάτμισης του υγρού στη δεδομένη θερμοκρασία, το κλείσιμο της βάνας ή την υψηλή θέση ενός σημείου του δικτύου,
- τυχαία γεγονότα, όπως η ξαφνική διακοπή της παροχής ηλεκτρικής ενέργειας, η αλλαγή των αρχικών συνθηκών ροής, η αλλαγή των εκροών στους κόμβους, καθώς και η αλλαγή της στάθμης του νερού στις αρχικές ή ενδιάμεσες δεξαμενές του δικτύου,
- η ακατάλληλη λειτουργία του συστήματος, η οποία εκδηλώνεται ως ξαφνική απενεργοποίηση όλων των αντλιών που τροφοδοτούν τον ίδιο αγωγό, ακατάλληλο κλείσιμο ή άνοιγμα των βανών, καθώς και πλημμελής συντήρηση και επισκευές,
- κραδασμοί που σχετίζονται με την ανομοιόμορφη λειτουργία των αντλιών ή τη λειτουργία των πλωτηροβαλβίδων.
Ωστόσο, αυτό δεν είναι το μόνο. Μια άλλη αιτία του προβλήματος μπορεί να είναι και η χρήση ακατάλληλων λύσεων, όπως η εισαγωγή στο εσωτερικό ενός παλιού αγωγού ενός νέου αγωγού μικρότερης διαμέτρου (με αποτέλεσμα την αύξηση της ταχύτητας του ρέοντος υγρού). Αξίζει να θυμόμαστε ότι κάθε αλλαγή μπορεί να οδηγήσει σε μη προγραμματισμένες βλάβες, επομένως οι νέες λύσεις πρέπει να επιλέγονται ανάλογα με τα χαρακτηριστικά του υπό ανάλυση συστήματος.
Πώς να το αποτρέψετε;
Το σημαντικό είναι ότι τα υδραυλικά πλήγματα και, κατά συνέπεια, τα προβλήματα που συνδέονται με αυτά μπορούν να αποτραπούν. Μερικοί τρόποι είναι:
- η επιλογή σωστών διατομών και προστατευτικών διατάξεων, η επιλογή κατάλληλων βαλβίδων και βανών, καθώς και η αποτροπή του φαινομένου του συντονισμού,
- η προσπάθεια εξάλειψης του φαινομένου του υδραυλικού πλήγματος μέσω άμεσης αλλαγής της διαμόρφωσης του συστήματος, συμπεριλαμβανομένης της τροποποίησης της διαδρομής, του μήκους των αγωγών, των διαμέτρων, του υλικού των αγωγών, των συνδέσεων ή των παρακάμψεων,
- η εισαγωγή στο σύστημα διαφόρων συσκευών και μηχανισμών που επιτρέπουν την εκκένωση του υγρού από τον αγωγό ή τη συγκράτησή του σε έναν συγκεκριμένο χώρο εκτός του συστήματος· αυτό σημαίνει τη χρήση αεροϋδατικών δοχείων, αεροϋδατικών δοχείων με διαφορικό διάφραγμα εγκατεστημένο στην έξοδο, βαλβίδων εισαγωγής αέρα ή βαλβίδων ασφαλείας.
